Ksenia Andreyevna Semenova, em russo: Ксения Андреевна Семёнова, (Tula, 20 de outubro de 1992) é uma ex-ginasta russa que competiu em provas de ginástica artística. Ela foi campeã mundial na prova das barras assimétricas no Campeonato Mundial de 2007, realizado em Stuttgart.
Semenova fez parte da equipe russa que disputou os Jogos Olímpicos de 2008 em Pequim e terminou em quarto lugar, além de ser a russa melhor classificada no concurso geral, também com a quarta posição, atrás das norte-americanas Nastia Liukin e Shawn Johnson e da chinesa Yilin Yang.
A jovem ginasta iniciou sua carreira sob os cuidados de sua mãe, Elena Pervova, técnica da modalidade, antes de começar a treinar com Marina Nazarova, em Moscou. Ksenia cresceu no mundo da ginástica e segundo suas próprias palavras, deu os primeiros passos em tablados. Porém, seu treinamento propriamente dito, iniciu-se apenas três anos mais tarde.