Ilemistes ezers (igauņu: Ülemiste järv) ir ezers Igaunijā, lielākais ezers Tallinas apkārtē. Ilemistes ezers ir nozīmīga Tallinas ūdens apgādes sistēmas daļa. Blakus ezeram atrodas Lennarta Meri Tallinas lidosta. Ezera virsmas platība ir 943,6 ha, un pēc šī rādītāja tas ir ceturtais lielākais Igaunijas ezers.
2010. gada 18. martā avārijas nosēšanos uz ezera ledus virsmas veica Antonov An-26, kā rezultātā ezera ūdeņos ieplūda 1,5 tonnas degvielas. Neviens no 6 cilvēku apkalpes necieta.