Antoine Labeyrie (né en 1943) est un astronome français, professeur au Collège de France.
Ingénieur diplômé de SupOptique (ESO 65), sa spécialité est l'optique, et plus particulièrement les techniques d'interférométrie. Depuis les années 1970 ses contributions ont été largement reprises puisque presque tous les grands observatoires mondiaux ont maintenant un interféromètre. L'interférométrie permet de combiner la lumière reçue par plusieurs miroirs séparés et donc de disposer virtuellement de l'équivalent d'un miroir plus important.
Il a reçu le prix Beatrice M. Tinsley en 1990. L'astéroïde (8788) Labeyrie porte son nom.