Mary Louise Cleave (Southampton, 5 februari 1947) is een Amerikaans voormalig ruimtevaarder. Cleave haar eerste ruimtevlucht was STS-61-B met de spaceshuttle Atlantis en vond plaats op 26 november 1985. Tijdens deze vlucht werden drie communicatiesatellieten in een baan rond de Aarde gebracht.

In totaal heeft Cleave twee ruimtevluchten op haar naam staan. In 1991 verliet zij NASA en ging zij als astronaut met pensioen.

Cleave, Mary