Marko Vendelin (sündinud 6. märtsil 1974 Tallinnas) on eesti biofüüsik.
Marko Vendelin omandas Tallinna Tehnikaülikoolis rakendusfüüsika erialal magistri- (1997) ja doktorikraadi (2001). Oli 2003–2005 järeldoktorantuuris Prantsusmaa ülikoolides (Joseph Fourier' ülikool ja Université Paris-Sud).
Töötab Tallinna Tehnikaülikooli küberneetika instituudis: teadur 1997–2002, vanemteadur 2002–2003 ja 2006–2021, aastast 2022 täisprofessor tenuuris. 2007 lõi Wellcome Trusti grandi abil süsteemibioloogia labori ning on selle juhataja.
Südamelihase füsioloogia ja biofüüsika, bioenergeetika.