พนมเปญ (เขมร: ភ្នំពេញ, Phnum Penh, หมายถึง ‘เนินของ Penh’) เป็นเมืองหลวงและเมืองที่มีประชากรมากที่สุดของกัมพูชา เป็นเมืองหลวงตั้งแต่สมัยการปกครองแบบคุ้มครองของฝรั่งเศส และเติบโตขึ้นเป็นเมืองหลักของประเทศรวมถึงศูนย์กลางเศรษฐกิจ อุตสาหกรรม และวัฒนธรรม ก่อนที่พนมเปญจะเป็นเมืองหลวง เมืองอุดงค์เคยเป็นเมืองหลวงของประเทศ
พนมเปญสืบทอดจากอังกอร์ธมเป็นเมืองหลวงของชาวเขมร แต่ถูกทิ้งร้างหลายครั้งก่อนจะได้รับการฟื้นฟูในปี 1865 โดยพระเจ้ารัชทายาทนโรโดม เมืองนี้เคยเป็นศูนย์กลางการแปรรูป ผลิตสิ่งทอ ยา เครื่องจักร และสีข้าว ทรัพยากรสำคัญคือวัฒนธรรม
สถาบันการศึกษาระดับสูง ได้แก่ มหาวิทยาลัยหลวงพนมเปญ (ก่อตั้งปี 1960 ในชื่อ Royal Khmer University) มีคณะวิศวกรรมศาสตร์ ศิลปกรรม เทคโนโลยี และวิทยาศาสตร์เกษตร ซึ่งคณะหลังตั้งอยู่ที่ชัมการ์ดาว เมืองพนมเปญยังมีมหาวิทยาลัยเกษตรและโรงเรียนเกษตร Prek Leap
เมืองนี้ถูกขนานนามว่า “ไข่มุกแห่งเอเชีย” เนื่องจากสถาปัตยกรรมสไตล์ฝรั่งเศสในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 รวมทั้งงานอาร์ตเดโค พนมเปญ ร่วมกับเสียมราฐและสีหนุวิลล์ เป็นแหล่งท่องเที่ยวสำคัญทั้งในประเทศและต่างประเทศ ก่อตั้งปี 1372 มีชื่อเสียงด้านสถาปัตยกรรมและสถานที่ท่องเที่ยวทางประวัติศาสตร์
ตั้งอยู่ริมแม่น้ำโตนเลสาป แม่น้ำโขง และแม่น้ำบาสซัก พนมเปญมีประชากรมากกว่า 2 ล้านคน ประมาณ 14% ของประชากรกัมพูชา พื้นที่พนมเปญใหญ่รวมถึงเมืองตากมาวและบางเขตของจังหวัดกานดัล
เมืองนี้เคยเป็นเจ้าภาพงานระดับภูมิภาคและนานาชาติมากมาย รวมถึงการประชุมสุดยอดอาเซียนในปี 2002, 2012 และ 2022, การแข่งขันกีฬาซีเกมส์ครั้งที่ 32 และเอเชียนพาราเกมส์ครั้งที่ 12 พนมเปญจะเป็นเมืองแรกของกัมพูชาและเมืองที่สองในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ที่จะเป็นเจ้าภาพจัดการแข่งขันกีฬาเยาวชนเอเชียในปี 2029