Carolyn Jean Spellmann Shoemaker (Gallup, Novo México, 24 de Junho de 1929) é uma astrónoma norte-americana, viúva do também astrónomo Eugene Shoemaker e actual detentora do recorde de maior número de cometas descobertos por uma única pessoa: até 2002, Carolyn Shoemaker havia descoberto 32 cometas e mais de 800 asteróides. É ainda conhecida pela co-descoberta, juntamente com o marido e David Levy, do Cometa Shoemaker-Levy 9 em 1993, quando trabalhava no Observatório Palomar.