Melanie Adele Martinez (New York, 28 april 1995) is een Amerikaanse zangeres. Ze is van Dominicaanse en Puerto-Ricaanse afkomst.
Martinez verwierf bekendheid in 2012 door haar optredens in het derde seizoen van de Amerikaanse editie van The Voice, waar ze overigens niet de finale wist te behalen. Ze ging eruit in de derde ronde. Ze werd in het programma gecoacht door Adam Levine, die haar later ook zou begeleiden in haar carrière, en zong onder andere covers van Britney Spears, zoals toxic. Begin 2014 bracht zij haar debuutsingle Dollhouse uit, gevolgd door een ep onder dezelfde titel.
Op 14 augustus 2015 verscheen haar debuutalbum Cry Baby, met als leadsingle Cry Baby. Op 15 mei 2019 werd bekend dat haar tweede album K-12 heet. Dit album kwam op 6 september 2019 uit, samen met een film.