Mysteromyia – wymarły rodzaj owadów z rzędu muchówek, jedyny z rodziny Mysteromyiidae. Obejmuje tylko jeden znany gatunek: Mysteromyia plumosa.
Rodzaj i gatunek typowy zostały opisane w 2016 roku przez Davida Grimaldiego. Opisu dokonano na podstawie inkluzji samicy pochodzącej z wczesnego cenomanu w kredzie, znalezionej na terenie Mjanmy. Takson ten umieszczono w monotypowej rodzinie Mysteromyiidae w obrębie muchówek krótkoczułkich i Eremoneura. Odrzucono możliwość przynależności do muchówek łękorysych i nie znaleziono dowodów wskazujących na przynależność do Empidoidea, stąd zrezygnowano z klasyfikacji owej rodziny do infrarzędu lub nadrodziny.
Muchówka ta miała ciało długości 3,48 mm oraz skrzydła długości 2 mm. Głowa jej była szeroka z poszerzonym czołem i częścią twarzową, szersza od tułowia. Oczy złożone były rozstawione na odległość większą niż dwukrotność ich szerokości mierzonej w widoku z przodu. W widoku bocznym zarys oczu był półkulisty. Na głowie brak było większych szczecin, przyoczek, płytki półksiężycowatej, ryjka i głaszczków.