Die obenliegende Nockenwelle ist ein Bauteil eines Verbrennungsmotors. Sämtliche Teile des Ventiltriebes, wie die Nockenwelle selbst, die Kipphebel oder Schlepphebel und Tassenstößel liegen dabei im Zylinderkopf, oberhalb der Zylinder (von der Kurbelwelle aus betrachtet).

Die englische Bezeichnung für diese Anordnung ist Overhead Camshaft (Abkürzung OHC). Befinden sich zwei Nockenwellen im Zylinderkopf spricht man von DOHC (Dual Overhead Camshaft). In diesem Fall entfallen in der Regel die Kipp- bzw. Schlepphebel und die Nocken wirken direkt auf die Stößel. Befinden sich die Kipphebel oberhalb der Nockenwelle, spricht man eigentlich von einem CIH (Camshaft in Head)-Motor. Diese Bezeichnung wird aber heute nicht mehr verwendet.

Die obenliegende Nockenwelle bietet aufgrund ihrer geringen für die Ventilbetätigung bewegten Massen die ideale Voraussetzung für hochdrehende Motoren. Heute werden im PKW- und Motorradbereich Motoren durchgehend mit obenliegenden Nockenwellen ausgerüstet.

Die obenliegende Nockenwelle wird bei Automobil-Motoren von einem Zahnriemen oder von einer Kette angetrieben. Bei Motorrädern sind eine Königswelle oder eine Stirnradkaskade üblich. Es wurden auch Nockenwellenantriebe mit Schubstangenpaar ausgeführt (NSU).

Obenliegende Nockenwellen sind bei Rennsportmotoren bereits Anfang des 20. Jahrhunderts ausgeführt worden. Der Einzug in den Alltagsmotor begann in den 1960er Jahren.