Die Hudsonbaai (Engels: Hudson Bay, Frans: Baie d'Hudson) is 'n baai in die noordooste van Kanada. Sy uitgestrekte wateroppervlakte beslaan 1,23 miljoen vierkante kilometer, en die baai dreineer 'n baie groot gebied wat onder meer dele van Ontario, Quebec, Saskatchewan, Alberta, die grootste deel van Manitoba, dele van Noord-Dakota en Minnesota, en die suidooste van Nunavut insluit. 'n Kleiner tak van Hudsonbaai, Jamesbaai, lê in die suide. Die Internasionale Hidrografiese Organisasie (IHO) lys Hudsonbaai in sy Special Publication 23 (Limits of Oceans and Seas, vierde uitgawe) as 'n deel van die Arktiese Oseaan. In die ooste word die baai deur die Hudson-seestraat met die Atlantiese Oseaan se Labradorsee verbind en in die noorde deur die Foxe-bekken (wat nie as deel van Hudsonbaai beskou word nie) met die res van die Arktiese Oseaan. In die noorde van die Hudsonbaai is Southampton-eiland, die grootste eiland, geleë. Ander eilande sluit in Belcher-eilande in die suidooste, Coats- en Mansel-eiland in die noorde.