日本海溝（にほんかいこう、英:Japan trench）は、東日本沖の太平洋底に海岸線にほぼ並行して存在する海溝であり、の南からの北麓までをいう。 北は北海道の襟裳岬沖で大きく東に曲がって千島海溝へと続き、南は銚子半島沖で第一鹿島海山にぶつかり、伊豆・小笠原海溝へ続く。海底地形名称としては、第一鹿島海山――を結ぶ線を分岐点として，北側が日本海溝，南側が伊豆・小笠原海溝と称されている。しかし、海溝の地形・地質構造の特徴は連続しており、島弧海溝系として東北日本弧の対となる海溝は，第一鹿島海山の南から茂木深海扇状地が位置する房総沖まで続く。最も深い所は8020 mで、これはシシャパンマ（標高8027 m）にも匹敵する深さである。日本の島は南鳥島を除き、全て日本海溝の西側にある。 太平洋プレートが西方向に移動し、東日本がある北アメリカプレート（オホーツクプレート）の下に沈み込む場所に形成されている。太平洋プレートは日本海溝で北アメリカプレートの下に沈み込んだ先で、フィリピン海プレートの下にさらに沈み込んでいる。
