帝汶海（英语：Timor Sea，， ）位于帝汶岛与澳大利亚西北部之间，西面是浩瀚的印度洋，东接阿拉弗拉海。帝汶海南北宽约550公里，面积约61万平方公里，海中央有博拿巴海盆 ，海盆东北有一狭谷与帝汶海槽相连，平均海深约406米，最深处有3200米。帝汶海蕴藏有丰富的油气资源，是重要的石油产区。这一片海域有许多的珊瑚礁，无人岛和惊人的油气储备。现在这里被2009年的石油洩漏所污染，其影响可能会持续25年。这里也是印尼苏拉威西省望加钖人採集海参的传统地方。