Cai Yan (Chinees: 蔡琰, Pinyin: Cài Yăn, (c. 170 of c. 178 – na 206); omgangsnaam Wenji (文姬) of Zhaoji (昭姬) was een vrouwelijk dichter en muzikant. Zij leefde tijdens de late Han dynastie in China.

Haar vader was de hoogwaardigheidsbekleder Cai Yong.

Hoewel over haar leven uit primaire bronnen weinig bekend is, krijgt haar figuur in Luo Guanzhongs historische roman Roman van de drie koninkrijken uit de 14e eeuw duidelijker vorm. Zij trouwt een zekere Wei Zhongdou en wordt bij een aanval van de Xiongnu op Cha'an ontvoerd. De volgende jaren brengt zij door nabij het huidige Mongolië als concubine.

De minister Cao Cao had medelijden met Cai Yong, wiens dochter was ontvoerd, en zond de Xiongnu goud en jade om Cai Yan vrij te kopen. Omdat haar gemaal intussen was gestorven, trouwde Cai Yong na haar terugkeer met Dong Si, een vriend van Cao Cao.

Cai Yans terugkeer werd ten tijde van de Jin-dynastie op het schilderij "Cai Yans keert in haar vaderland terug” (Chinees: 文姬歸漢圖) getoond. Vermoedelijk hing het in het huis van de Han-ambtenaar Zhang Yu.

Op de planeet Venus is een krater naar haar genoemd.

Cai Yan is vermoedelijk de eerste met naam bekende mens die muziek heeft gemaakt en nagelaten. Er worden 18 liederen voor de fluit aan haar toegeschreven evenals de guqin-composities Da Hujia, Xiao Hujia en Hujia Shiba Bai. Daarbuiten zijn twee gedichten van haar bekend, waaronder het “Gedicht van Zorg en Kwaadheid”.