Rein Kilkson (1. augustil 1927 Tartu – 31. oktoober 2011 Nanjing) oli väliseesti biofüüsik, bioloogiateoreetik ja viroloog.
Ta lõpetas 1947. aastal Göttingeni Eesti Gümnaasiumi ja seejärel õppis Göttingeni Ülikoolis. 1949 läks ta USAsse, kus 1953 lõpetas Yale'i ülikooli ja kaitses samas doktoriväitekirja 1956.
Ta töötas aastatel 1970–1999 Arizona Ülikoolis füüsika ja mikrobioloogia professorina.
Tema isa oli Ernst Kilkson, ema Salme, ja vend keemik Henn Kilkson (1930–2019).