Severo Ochoa, (född September. 24, 1905, Luarca, Spanien—dog November. 1, 1993, Madrid), biokemist och molekylärbiolog som fick (med den amerikanska biokemisten Arthur Kornberg) Nobelpriset 1959 för fysiologi eller medicin för upptäckt av ett enzym i bakterier som gjorde det möjligt för honom att syntetisera ribonukleinsyra (RNA), ett ämne av central betydelse för cellens syntes av proteiner.
Ochoa utbildades vid universitetet i Madrid, där han fick sin MD 1929. Han tillbringade sedan två år på att studera biokemi och fysiologi av muskler under den tyska biokemisten Otto Meyerhof vid universitetet i Heidelberg. Han tjänstgjorde också som chef för physiology division, Institute for Medical Research, vid universitetet i Madrid (1935). Han undersökte funktionen i kroppen av tiamin (vitamin B1) vid University of Oxford (1938-41) och blev forskningsassistent i medicin (1942) och professor i farmakologi (1946) vid New York University, New York City, där han blev professor i biokemi och ordförande för avdelningen 1954. Från 1974 till 1985 var han associerad med Roche Institute of Molecular Biology; därefter undervisade han vid Autonomous University of Madrid. Ochoa blev amerikansk medborgare 1956.
Ochoa gjorde upptäckten för vilken han fick Nobelpriset 1955, samtidigt som han forskade på högenergifosfater. Han kallade enzymet han upptäckte polynukleotidfosforylas. Det bestämdes därefter att enzymets funktion är att bryta ner RNA, inte syntetisera det; under provrörsförhållanden kör det emellertid sin naturliga reaktion i omvänd ordning. Enzymet har varit enastående värdefullt för att forskare ska kunna förstå och återskapa processen där den ärftliga informationen i gener översätts, genom RNA-mellanhänder, till enzymer som bestämmer funktionerna och karaktären hos varje cell.