Marleen Mols (Vorselaar, 9 september1955) is een Belgische voormalige atlete, die gespecialiseerd was in de lange afstand en het veldlopen. Zij veroverde in twee verschillende onderdelen vier Belgische titels.
Mols behaalde in 1973 op de Europese kampioenschappen voor junioren een achtste plaats op de 1500 m. Ze verbeterde daarbij in de reeksen het Belgisch record van Bernadette Van Roy tot 4.23,1. Ze behaalde dat jaar ook de eerste Belgische titel op de 3000 m. Drie jaar later volgde een tweede titel op de 3000 m.
Mols behaalde in 1977 en 1978 twee opeenvolgende titels in het veldlopen. Ze nam verschillende malen deel aan de wereldkampioenschappen veldlopen, met een twaalfde plaats in 1973 als beste resultaat.