馬里亞納海溝（Mariana Trench，Marianas Trench），又名瑪利亞娜海溝。位于11°20′N，142°11.5′E，即菲律賓東北、馬里亞納群島附近的太平洋底，北起硫黃島、西南至雅浦島附近。其北部有阿留申、千島、小笠原等海溝，南有新不列顛和新赫布里底等海溝，全長2550千米，為弧形，平均寬70千米。據估計這條海溝已形成6000萬年。
海溝最深處的地方達6~11千米，是已知的海洋最深處，這里水壓高、完全黑暗、溫度低、含氧量低，且食物資源匱乏，因此成為地球上環境最惡劣的區域之一。
馬里亞納海溝是板塊俯沖地帶，海底地質運動非常活躍，海山火山巖的物質組成及成因等是海洋地質科學家感興趣的問題。