Nicole Melicharová-Martinezová (nepřechýleně Melichar-Martinez, rozená Melichar, * 29. července 1993 Brno) je americká profesionální tenistka českého původu, specializující se na deblové soutěže a vítězka smíšené čtyřhry ve Wimbledonu 2018. Ve své dosavadní kariéře na okruhu WTA Tour vyhrála třináct turnajů ve čtyřhře, první z nich s Britkou Annou Smithovou na norimberském Nürnberger Versicherungscupu 2017. V sérii WTA 125 vybojovala deblovou trofej na San Antonio Open 2016 s německou hráčkou Annou-Lenou Grönefeldovou. V rámci okruhu ITF získala dva tituly ve dvouhře a sedm ve čtyřhře.

Na žebříčku WTA byla ve dvouhře nejvýše klasifikována v září 2012 na 400. místě a ve čtyřhře pak v červenci 2023 na 6. místě. Trénuje ji kolumbijský manžel Carlos Martinez.

V nejvyšší grandslamové kategorii získala titul z mixu ve Wimbledonu 2018 po boku Rakušana Alexandra Peyi. Na témže londýnském majoru si zahrála také finále ženské čtyřhry, v němž s Květou Peschkeovou nestačily na český pár Barbora Krejčíková a Kateřina Siniaková.

V americkém týmu Billie Jean King Cupu debutovala v roce 2019 čtvrtfinálem Světové skupiny proti Austrálii, v němž prohrála po boku Danielly Collinsové čtyřhru. Američanky odešly poraženy 2:3 na zápasy. Poprvé byla nominována v pražském finále Fed Cupu 2018 proti České republice, v němž Američanky prohrály 0:3 na zápasy. Do dubna 202 v soutěži nastoupila k jedinému mezistátnímu utkání s bilancí 0–1 ve čtyřhře.

Spojené státy americké reprezentovala na odložených Letních olympijských hrách 2020 v Tokiu, kde do ženské čtyřhry nastoupila s Alison Riskeovou. Soutěž opustily v úvodním kole po prohře s italským párem Sara Erraniová a Jasmine Paoliniová.