Luke Hemsworth (ur. 5 listopada 1981 w Melbourne) – australijski aktor telewizyjny i filmowy.
Syn Craiga i Leonie, starszy brat aktorów Chrisa Hemswortha i Liama Hemswortha. Pracował w rodzinnym przedsiębiorstwie zajmującym się posadzkami. Studiował sztukę współczesną i aktorstwo na Deakin University. W 2001 w trakcie studiów otrzymał rolę Nathana Tysona w operze mydlanej Sąsiedzi. Przez kilka kolejnych lat występował w pojedynczych odcinkach australijskich seriali telewizyjnych. W 2009 zrezygnował z aktorstwa na rzecz powrotu do rodzinnej firmy. Do aktywnej działalności artystycznej powrócił po paru latach. W 2014 zagrał główną rolę w kryminale The Reckoning i jedną z głównych ról w czarnej komedii Kill Me Three Times. W 2016 dołączył do głównej obsady produkcji HBO Westworld.