La diócesis de Penang (en latín: Dioecesis Pinangen(sis), en malayo: Keuskupan Roman Katolik Pulau Pinang y en inglés: Roman Catholic Diocese of Penang) es una circunscripción eclesiástica latina de la Iglesia católica en Malasia, sufragánea de la arquidiócesis de Kuala Lumpur.
La diócesis tiene al obispo Sebastian Francis como su ordinario desde el 7 de julio de 2012.
La diócesis tiene 46 855 km² y extiende su jurisdicción sobre los fieles católicos de rito latino residentes en los estados de Perlis, Kedah, Penang, Perak y Kelantan.
La sede de la diócesis se encuentra en la ciudad de George Town, en donde se halla la Catedral del Espíritu Santo y la excatedral de Nuestra Señora de la Asunción.
En Bukit Mertajam se encuentra la basílica menor de Santa Ana.