Karl-Heinz Marsell (né le à Dortmund et mort le à Dortmund) est un coureur cycliste allemand. Professionnel de 1955 à 1966, il a été principalement actif en demi-fond. Il en a notamment été champion du monde en 1961. Il a également remporté trois fois le championnat d'Europe et le championnat d'Allemagne de demi-fond.