段元妃（？－396年），姓段，名元妃。后燕开国皇帝成武帝慕容垂的皇后。她是段仪的大女儿，慕容垂前任段夫人（段末波之女，慕容宝之母）的侄女，因此她和慕容宝是表兄妹的关系。
慕容垂娶段元妃为妻在建兴三年（388年）之前，当时慕容垂的弟弟慕容德也娶段元妃的妹妹段季妃为妻。建兴三年（388年）四月丁亥，慕容垂册封段元妃为皇后，对她十分恩宠。段元妃给慕容垂生了两个儿子渤海王慕容朗和博陵王慕容鉴。
段元妃聪明有决断，她看到慕容垂的皇太子慕容宝缺乏能力，建议慕容垂另立有才能的皇子为皇太子，像辽西王慕容农和高阳王慕容隆，又建议慕容垂将他奸诈的儿子赵王慕容麟处死，但慕容垂拒绝，并怒骂段元妃心怀叵测。段元妃向妹妹段季妃诉苦，并表示将来后燕能指望的人是慕容德。消息走漏，从此段元妃与慕容宝、慕容麟结下深仇。
建兴十一年（396年）四月初十，慕容垂去世，五月廿三，慕容宝派慕容麟逼段元妃自杀，扬言段皇后如果不死，慕容宝就将诛杀段氏家族。段元妃怒骂慕容宝逼杀继母，肯定也不能保守社稷，然后自杀。
开始，慕容宝拒绝以皇后之礼安葬段元妃，但在大臣眭邃的建议下，慕容宝让步，以皇后之礼安葬段元妃。谥号成哀皇后。