Klaus Thunemann (* 1937 in Magdeburg) ist ein deutscher Fagottist.
Nach dem Studium an der Hochschule für Musik in Berlin bei Willy Fugmann erhielt er Engagements als Solo-Fagottist beim städtischen Orchester in Münster (Westfalen) sowie dem NDR Sinfonieorchester in Hamburg. Nach Lehrtätigkeit an der Hochschule für Musik und Theater in Hannover wurde er 1997 Professor an der Hanns-Eisler-Hochschule für Musik in Berlin. Während seiner Zeit als Professor ermöglichte Thunemann unzähligen Schülern bedeutende Positionen in Orchestern im In- und Ausland (Berliner Philharmoniker, Concertgebouw Amsterdam, Sinfonieorchester des Bayrischen Rundfunks und viele andere). Im Sommer 2005 wurde er emeritiert.
Thunemann arbeitete als Solist mit allen bedeutenden Dirigenten und Orchestern sowie als Kammermusiker mit Künstlern wie Heinz Holliger und András Schiff. Es liegen zahlreiche Einspielungen von ihm vor. Im Jahre 2006 erhielt Klaus Thunemann für sein langjähriges Wirken als Künstler und Pädagoge das Bundesverdienstkreuz.
Klaus Thunemann gilt als der renommierteste Fagottist überhaupt.