Бага́ев Сергей Николаевич (р. 9 сентября 1941, Новосибирск) — российский ученый-физик, действительный член Российской академии наук (1994), лауреат Государственной премии Российской Федерации (1998); специалист в области лазерной физики и квантовой электроники.
После окончания Новосибирского университета (1964) Сергей Багаев работал в Институте физики полупроводников Сибирского отделения Академии наук СССР, занимал должность заведующего лабораторией. С 1978 года он работал в Институте теплофизики СО АН СССР в должностях заведующего лабораторией, отдела, заместителя директора. В декабре 1990 года С.Н. Багаев был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР по Отделению общей физики и астрономии. В 1991 году он перешел на должность заместителя директора Института лазерной физики СО РАН, в 1992 году стал директором этого института. В марте 1994 года С.Н. Багаев был избран действительным членом Российской академии наук по Отделению общей физики и астрономии.
С.Н. Багаевым и его сотрудниками в Институте лазерной физики предложены и реализованы основные методы нелинейной лазерной спектроскопии сверхвысокого разрешения; было экспериментально развито новое направление в спектроскопии — высокоразрешающая оптическая спектроскопия, свободная от квадратичного эффекта Доплера, с использованием оптической селекции холодных частиц в газе. С.Н. Багаевым получены и исследованы самые узкие оптические резонансы, с помощью которых впервые в оптике наблюдались и изучены такие физические явления, как квадратичный эффект Доплера, эффект отдачи, аномальный эффект Зеемана на переходах молекул, нелинейные зависимости уширения и сдвигов спектральных линий от давления; созданы самые стабильные по частоте лазеры; разработаны и реализованы первые в мире оптические часы, которые позволяют определить единицу времени — секунду прямо по периоду высокостабильных оптических колебаний. Под руководством С.Н. Багаева была разработана комплексная программа по созданию и применению лазерной аппаратуры в медицине, биологии, геофизике, экологии, навигации, связи. Ученый является автором и соавтором свыше 200 научных работ, трудов по лазерной спектроскопии сверхвысокого разрешения, квантовым стандартам частоты. Академик С.Н.Багаев является председателем совета директоров Новосибирского научного центра СО РАН.