Pentesilea o Pentesilia (en griego, Πενθεσίλειᾱ: Penthesilīā) en la mitología griega era una reina amazona. Era hija de Ares y Otrera. Según cuenta Quinto de Esmirna, era hermana de Hipólita, lo que plantea un problema cronológico, dado que Hipólita, según la tradición, combatió con Heracles o con Teseo, siendo pues una o dos generaciones anterior. Es probable que sea considerada su hermana simplemente por ser hija de Ares, aunque su madre fuera otra amazona distinta.
La mitología le atribuye al menos un hijo, llamado Caístro (que daría nombre a un río de Asia Menor).