Melissa Caballero Ayasse (s. 5. tammikuuta 1985 Barcelona) on espanjalainen uimari, joka saavutti hopeaa 4 x 200 metrin vapaauintiviestissä pitkän radan EM-kilpailuissa 2002. Lisäksi hän on voittanut pronssia 400 metrin vapaauinnissa lyhyen radan EM-kilpailuissa 2003. Hän osallistui Kesäolympialaisiin 2004, joissa hän ui 4 x 200 metrin vapaauintiviestissä kuudenneksi, yhdessä Tatiana Rouban, Erika Villaécijan, ja Arantxa Ramosin kanssa. Lisäksi hän oli 4 x 100 metrin vapaauintiviestissä neljästoista.