Нильс Пе́терсен (нем. Nils Petersen; род. 6 декабря 1988, Вернигероде, округ Галле, ГДР) — немецкий футболист, нападающий клуба «Фрайбург».

Петерсен начинал заниматься в детской команде города. В 2005 году, минуя академию из Хальберштадта, попал в юношескую команду клуба «Карл Цейсс».

В том же году игрока стали подключать к играм второй команды, которая выступала в Южной Северо-Восточной Оберлиге. Дебютировал за неё 24 сентября 2006 года в гостевом поединке против «Заксена» Лейпциг (1:2). Петерсен вышел на замену на 65-й минуте. После новогоднего перерыва стал вызываться в основную команду, которая выступала во Второй Бундеслиге. 4 февраля 2007 года дебютировал в гостевом поединке против «Кёльна» (0:1) — вышел на замену на 89-й минуте вместо Мохаммеда эль-Беркани. Со следующего сезона Петерсен стал игроком основы «Карл Цейсса», однако появлялся в основном на замены.

В зимний трансферный период сезона 2008/09 Петерсен перешёл в клуб «Энерги», который очень неудачно выступал в Бундеслиге, однако в основном дивизионе страны сыграл всего один матч — 23 мая 2009 года вышел на замену на 84-й минуте в домашнем поединке 34-го тура против «Байера» (3:0). Эта победа не позволила остаться «Энерги» в Бундеслиге, в переходных матчах клуб уступил «Нюрнбергу» и вылетел во вторую лигу, где Петерсен уже стал игроком основы «Энерги». Самым удачным сезоном для футболиста стал сезон 2010/11, где он провёл 33 матча и забил 25 мячей, став лучшим бомбардиром Второй Бундеслиги.

Летом 2011 года к игроку присматривались многие клубы, однако настойчивее всех оказалась мюнхенская «Бавария», которая подписала с ним трёхлетний контракт. Петерсену в «Баварии» досталась футболка с 9-м номером. 7 августа он дебютировал в домашнем поединке первого тура против «Боруссии» Мёнхенгладбах (0:1) — вышел на поле на 76-й минуте, заменив Жерома Боатенга.