Francisco José Ayala (* 12. března 1934 Madrid) je americký biolog a filozof španělského původu, působící v současnosti na univerzitě v kalifornském městě Irvine (University of California, Irvine). V rodném Španělsku studoval Univerzitu v Salamance a původně se chtěl věnovat dráze katolického duchovního. V roce 1960, po vysvěcení na kněze, vstoupil k dominikánům, ještě týž rok se však duchovní dráhy zřekl. V roce 1961 univerzitní studia úspěšně dokončil a vycestoval do USA. Na Columbijské univerzitě v New Yorku pokračoval v dalším studiu, jež završil ziskem doktorátu v roce 1964. V roce 1971 získal státní občanství USA.
Předsedal výboru Americké asociace pro rozvoj vědy (AAAS). Na domovské univerzitě v Irvine působí jako profesor biologie, filozofie a logiky.
Proslavil se zejména výzkumem na poli evoluční biologie a genetiky, široký záběr jeho výzkumných aktivit mu přinesl přízvisko "renesanční osobnost evoluční biologie". Jeho detailní výzkum způsobu reprodukce prvoka druhu Trypanosoma cruzi, původce tzv. Chagasovy choroby, otevřel nové obzory možnostem léčby a prevence tohoto infekčního onemocnění, postihujícího miliony lidí zejména v regionu latinské Ameriky.
Patří k čelným kritikům snah konzervativních amerických zákonodárců zakázat či omezit výzkum kmenových buněk. Aktivně se angažuje v tzv. Kampani na obranu Ústavy, hnutí za striktní odluku církve od státu, jehož členové zásadně odmítají plány konzervativců na seškrtání finančních prostředků věnovaných výzkumu kmenových buněk.
Je znám rovněž jako kritik teorie tzv. kreacionismu a inteligentního plánu, k níž se staví jako k pseudovědecké tezi bez reálného vědeckého základu. Zastává se naproti tomu evoluční teorie, jež se dle něj vůbec nemusí vylučovat s vírou v Boha, právě naopak, Boží existenci připouští. Východiskem k tomuto specifickému závěru je mu tzv. teodicea, teologicko-filozofická teze, objasňující otázku, proč Bůh, je-li všemohoucí a dobrý, připouští existenci Zla. Právě teodicea dle něj slučuje jak závěry evoluční teorie, tak představy biblického Stvoření. Ayala tak, podobně jako např. de Chardin, předkládá originální syntézu biblické představy Stvoření s evoluční teorií.
V říjnu 2006 se zúčastnil diskusního symposia Beyond Belief, zaměřeného na otázky vztahu vědy a víry.
Francisco J. Ayala se narodil ve španělském Madridu, jeho rodiči jsou Francisco Ayala a Soledad Pereda. Koncem 60. let se Ayala seznámil s Mary Henderson, s níž se oženil 27. května 1968. Mají spolu dva syny: Francisca Josého (narozen r. 1969) a Carlose Alberta (narozen r. 1972). Jeho druhá žena, Dr. Hana Ayala (rozená Lošťáková), je českého původu a pracuje jako ekoložka. Vzali se roku 1985 v Praze a v současnosti žijí v kalifornském Irvine.