Carl Josef Bayer, także Karl Bayer (ur. 4 marca 1847 w Bielsku, zm. 22 października 1904 w Rečicy nad Paką) – austriacki chemik, znany przede jako wynalazca tak zwanego procesu Bayera wykorzystywanego do wytwarzania metalicznego glinu.
Życiorys Bayer urodził się w Bielsku (dziś Bielsko-Biała) na Śląsku Austriackim. Początkowo pracował w biurze budowlanym ojca i zamierzał kształcić się w kierunku architektury, z czasem jednak jego zainteresowania przeszły w stronę nauk przyrodniczych. W latach 1864–1865 uczył się przez cztery semestry u Carla Remigiusa Freseniusa w Wiesbaden, a następnie pracował jako chemik w hucie żelaza braci Dorlodot w belgijskim Acoz.
W 1869, w wieku 22 lat, rozpoczął studia chemiczne na Uniwersytecie Ruprechta i Karola w Heidelbergu, gdzie już po dwóch semestrach otrzymał od profesora Roberta Bunsena stanowisko asystenta. W 1871 zdobył stopień doktora. W egzaminach doktorskich, które odbyły się 31 lipca 1871, wzięło udział 26 naukowców, wśród nich Bunsen, Gustav Kirchhoff i Hermann von Helmholtz.