João V Paleólogo (em grego: Ιωάννης Ε' Παλαιολόγος; romaniz.: Iōannēs V Palaiologos) foi imperador bizantino. Era filho do imperador Andrónico III Paleólogo e de Ana de Saboia. Os seus avós maternos eram o conde Amadeu V de Saboia e a sua segunda mulher Maria de Brabante. Sucedeu ao seu pai como imperador de Bizâncio em 1341, com nove anos de idade.
João VI Cantacuzeno, amigo do seu pai, foi regente em seu nome e coimperador (1347–1354), depois de ter travado uma guerra civil (1341–1347) contra a regência de Ana de Saboia. Obrigado a combater contra João Cantacuzeno, que lhe usurpara o trono durante a menoridade, João V tornou-se no único imperador em 1354 após novo conflito (1352-1357).
O seu longo reinado ficou marcado pela dissolução gradual do poder imperial. Os turcos otomanos, comandados por Solimão Paxá, filho de Orcano I, sultão otomano, conquistaram Adrianópolis (atual, Edirne) e Filipópolis (atual Plovdiv), e para mais passou a exigir o pagamento de tributo por parte do imperador. Depois de os Otomanos terem conquistado Galípoli e ameaçado Constantinopla, João V apelou ao Ocidente por auxílio, oferecendo o fim do Grande Cisma entre a Ortodoxia e o Catolicismo, submetendo-se à primazia do papa. Empobrecido pela guerra, foi detido por dívidas quando se encontrava em Veneza em 1369.
Em 1371 reconheceu a suserania do sultão otomano Murade I, o qual viria mais tarde a ajudá-lo a recuperar o seu trono (1379) depois de João V ter sido deposto e enviado à Prisão de Anemas pelo seu filho Andrónico IV em 1376. Em 1390, o seu neto João VII Paleólogo usurpou o trono imperial durante cinco meses, mas foi, também ele, derrubado. A João V sucedeu o seu filho Manuel II, e o seu filho mais novo Teodoro tornou-se Teodoro I Paleólogo do Despotado da Moreia em 1383.
No final do seu reinado, em 1390, João ordenou o reforço da Porta Dourada das muralhas de Constantinopla, utilizando nas obras mármore das igrejas em ruínas de Constantinopla. Com a conclusão da obra, Bajazeto I, ameaçando-o com guerra, exigiu que João desfizesse a construção. João V obedeceu às ordens do sultão, mas diz-se que ficou de tal modo afectado com esta humilhação que morreu de choque a 16 de fevereiro de 1391.
Casou-se com Helena Cantacuzena, filha de João VI Cantacuzeno, e tiveram pelo menos nove filhos. Através deles, João se tornou ancestral dos últimos seis imperadores bizantinos e de muitos membros-chave dos paleólogos durante os últimos anos do Império Bizantino. Uma das bisnetas dele, Sofia Paleóloga, se casou com Ivan III da Rússia e se tornou a avó do famoso czar russo Ivan, o Terrível. A lista abaixo, não exaustiva, destaca alguns de seus principais descendentes:
Andrônico IV Paleólogo (2 de abril de 1348 – 28 de junho de 1385).
A. João VII Paleólogo (1370 – 22 de setembro de 1408), teve 1 filho.
I. Andrônico V Paleólogo (c. 1400 – c. 1407), morreu sem descendentes.
Irene Paleóloga (c. 1349 – após 1362). Casada com o primo Calil da Bitínia. Seu marido era filho de Orcano I e da irmã de Helena, Teodora Cantacuzena.
Manuel II Paleólogo (27 de junho de 1350 – 21 de julho de 1425). Entre outros filhos, teve:
A. João VIII Paleólogo (18 de dezembro de 1392 – 31 de outubro de 1448), morreu sem descendentes.
B. Andrônico Paleólogo (1404 – 4 de março de 1428), teve 1 filho.
C. Teodoro II Paleólogo (c. 1396 – 21 de junho de 1448), teve 2 filhos.
I. Helena Paleóloga, rainha de Chipre (3 de fevereiro de 1428 – 11 de abril de 1458), teve 2 filhos.
D. Constantino XI Paleólogo (8 de fevereiro de 1404 – 29 de maio de 1453), morreu sem descendentes.
E. Demétrio Paleólogo, déspota da Moreia (27 de junho de 1350 – 21 de julho de 1425), teve 1 filho.
F. Tomás Paleólogo, déspota da Moreia (1409 – 12 de maio de 1465), teve 4 filhos.