Ai Sugiyama (ur. 5 lipca 1975 w Jokohamie) - tenisistka japońska, zwyciężczyni czterech turniejów wielkoszlemowych w grze podwójnej i mieszanej, liderka rankingu deblowego, klasyfikowana w czołowej dziesiątce gry pojedynczej.

W październiku 1992 rozpoczęła karierę zawodową. Do czerwca 2006 odniosła 33 zwycięstwa turniejowe w deblu i 6 w singlu. Po raz pierwszy na czele rankingu światowego deblistek znalazła się w październiku 2000; najwyższą pozycję w grze pojedynczej zajmowała w lutym 2004, była wówczas na miejscu nr 8. Największe sukcesy deblowe odnosiła w parze z Francuzką Julie Halard-Decugis, Belgijką Kim Clijsters i Rosjanką Jeleną Lichowcewą. W grze podwójnej odniosła trzy zwycięstwa w turniejach wielkoszlemowych – z Clijsters wygrała French Open i Wimbledon w 2003, z Halard-Decugis US Open w 2000; ponadto z Hindusem Bhupathim wygrała konkurencję miksta na US Open w 1999.

Spektakularny sukces odniosła na turnieju w Scottsdale w 2003. Turniej został storpedowany przez opady deszczu i zmusiło to organizatorów do rozegrania półfinałów i finałów – zarówno w grze pojedynczej jak i podwójnej – jednego dnia. Sugiyama wygrała najpierw turniej singlowy (w drodze do finału odniosła zwycięstwa nad Amerykankami Lindsay Davenport i Alexandrą Stevenson), pokonując w decydującym meczu Clijsters, a kilka godzin później także deblowy. Tym samym w ciągu jednego dnia rozegrała cztery zwycięskie mecze.

Jesienią 2003 wygrała turniej halowy w Linzu; dwa wygrane turnieje, a także inne udane występy (półfinał w prestiżowym Italian Open w Rzymie, półfinały w Los Angeles, Szanghaju i Filadelfii, IV runda wielkoszlemowych French Open, Wimbledonu i US Open) zapewniły jej udział w kończącym sezon Masters (rozgrywanym po raz pierwszy w obsadzie 8-osobowej). Nie zdołała wyjść na tym turnieju z grupy eliminacyjnej, ale odniosła zwycięstwo nad belgijską wiceliderką rankingu światowego, Justine Henin-Hardenne.

Występowała także w turniejach Masters w deblu (1998-2000 kończyła występy na ćwierćfinale, 2002 była w półfinale, 2003 w finale). Jest pierwszą Japonką, która osiągnęła pozycję liderki rankingu deblistek; najlepszymi sezonami w jej karierze deblowej były rok 2000, kiedy świętowała siedem tytułów oraz 2003, kiedy wygrała osiem imprez.

Z innych wysoko notowanych rywalek, które udało się jej pokonać, warto wymienić Steffi Graf, Amandę Coetzer, Arantxę Sánchez Vicario, Janę Novotną, Mary Pierce, Danielę Hantuchovą, Martinę Hingis. Osiągnęła ćwierćfinały wielkoszlemowe w grze pojedynczej w Australian Open 2000 i na Wimbledonie 2004 (przegrała z późniejszą mistrzynią Szarapową po zaciętym meczu 7:5, 5:7, 1:6). Reprezentowała Japonię na igrzyskach olimpijskich w Atlancie (1996), Sydney (2000) i Atenach (2004); w parze ze Shinobu Asagoe była w półfinale debla na ateńskich igrzyskach, mecz o brązowy medal przegrała z Argentynkami Suárez i Tarabini. Sugiyama jest również reprezentantką w Pucharze Federacji, zarówno w grze pojedynczej, jak i podwójnej (1995-2000, od 2003).

Jest zawodniczką praworęczną, z oburęcznym backhandem. Jako czołowa deblistka wyróżnia się dobrym returnem i wolejem.