Nokian rautatieasema (lyh. Noa, ratakm 204+004) on rautatieasema Suomen rataverkkoon kuuluvalla rataosalla Tampere - Pori.
Nokian rautatieasema kuuluu Porin radan alkuperäisiin liikennepaikkoihin. Asemarakennus on valmistunut Oulun radan pysäkin tyyppipiirustusten mukaan viimeistään vuonna 1895 – samoin piirustuksin kuin esimerkiksi Siuron, Karkun, Kiikan ja Kauvatsan asemarakennukset – ja sitä on laajennettu vuosina 1900 ja 1906 arkkitehti Bruno Granholmin suunnitelmien mukaan. Myöhempinä vuosikymmeninä aseman sisätiloja ja ulkonäköä on muutettu useaan kertaan. Rataosa Tampereelta Nokialle avattiin Nokian tehtaan kuljetuksille jo vuonna 1893 ja asema-alueelta rakennettiin tehdasalueelle kapearaiteinen rata. Asema-alueelle rakennettiin tehtaan varastomakasiinit. Nokian tehtaan radalla oli tehdasalueelta rautatieasemalle alun perin hyvin jyrkkä nousu, jota loivennettiin myöhemmin voimalaitoksen kanavatöiden yhteydessä. Vuonna 1952 rakennettiin leveäraiteinen pistoraide tehdasalueelta Porin radan alitse ratapihalle. Kapearaiteinen rata asemalta tehdasalueelle purettiin vuonna 1961 ja tehdasalueen sisäinen kapearaideliikenne lopetettiin vuonna 1972. Asemalta rakennettiin pistoraiteet myös kumitehtaalle vuonna 1925 ja SOK:n suurmyllylle vuonna 1940 sekä öljyraide valtion varmuusvarastolle vuonna 1971.
Rautatiellä oli suuri merkitys Nokian kehitykselle Pirkkalan kunnan keskustaajamaksi. Vanha Pirkkalan kunta jaettiin vuoden 1922 alussa Pohjois- ja Etelä-Pirkkalaksi, jolloin Nokia jäi edellisen kaupalliseksi ja hallinnolliseksi keskukseksi. Pohjois-Pirkkala muuttui kauppalaksi vuoden 1937 alussa ja vuotta myöhemmin se otti uudeksi nimekseen Nokian. Kunnallislain muutoksen nojalla Nokiasta tuli kaupunki vuoden 1977 alussa. Vilkastuva linja-autoliikenne vähensi kuitenkin junamatkustusta Tampereen ja Nokian välillä ja henkilöliikenne Nokian asemalla lopetettiin vuonna 1992.
Henkilöliikenne Nokian asemalla aloitettiin uudelleen vuonna 2003, ja siellä pysähtyvät kaikki Tampereen ja Porin väliset junat (seitsemän vuoroparia). Rautatieaseman vieressä on linja-autoasema, taksiasema ja kahvila-kioski sekä liikekeskus, jossa sijaitsevat muun muassa poliisiasema ja vohvelikahvila. Lipunmyynti tapahtuu lippuautomaatista.
Nokian rautatieaseman rakennukset siirtyivät kiinteistöyhtiölle vuonna 2007. Pari kilometriä asemalta Porin suuntaan sijaitsi vuosina 1903–1984 Haaviston seisake. Ennen ratalinjan 1960-luvulla tehtyä oikaisua rautatie kulki Nokian aseman ja Haaviston välillä etelämpänä, lähempänä Nokianvirtaa.