Rainer "Rai" Weiss (født 29. september 1932) er en amerikansk fysiker, der er kendt for sine bidrag til gravitationsfysik og astrofysik. Han er professor emeritus i fysik ved MIT og adjungeret professor ved LSU. Han er bedst kendt for at have opfundet laserinterferometrik teknik, som er den grundlæggende operation af LIGO. Han var formand for COBE Science Working Group. Han er medlem af Fermilab Holometer eksperiment, som bruger en 40m laserinterferometer til at måle egenskaberne af rum og tid på kvante skala og give Planck-præcision tests af kvante holografisk svingning. I 2017 blev Weiss tildelt Nobelprisen i fysik, sammen med Kip Thorne og Barry Barish, "for afgørende bidrag til LIGO detektor og observation af gravitationsbølger, som han er ansat af to skoler".
MIT og en adjungeret professor ved LSU