Mkoa wa Gao (kwa Kibambara: Gao Dineja) ni eneo lililo kaskazini-mashariki mwa Mali. Mji mkuu ni Gao. Mkoa huo unapakana upande wa kaskazini na Mkoa wa Kidal, upande wa magharibi na Mkoa wa Timbuktu. Kwa upande wa mashariki na kusini iko ncho ya Niger, halafu kuna mpaka mfupi na Burkina Faso. Makabila katika Mkoa wa Gao ni pamoja na Wasonghai, Wabozo, Watuareg, Wabambara na Wakounta. Kwa madhumuni ya kiutawala, Mkoa wa Gao umegawanywa katika wilaya (cercles): Mnamo mwaka 2016 maeneo ya Menaka yalianza kutengwa na kuwa mkoa wa pekee. Tangu karne ya 9 kuna taarifa kuhusu milki kubwa iliyokuwa na mji mkuu katika Gao. Milki ya Gao ilikuwa na utajiri kutokana na udhibiti wake juu ya uchimbaji wa chumi na biashara yake. Ilifuatwa na Milki ya Songhai iliyotumia pia Gao kama mji mkuu. Uvamizi wa Moroko katika karne ya 16 ulimaliza milki hiyo. Mkoa wa Gao ndani ya Mali hapo awali ulijumuisha sehemu nzima ya nchi iliyopo upande wa mashariki mwa Mkoa wa Timbuktu. Mnamo 1991 nusu ya kaskazini ya Mkoa wa Gao ikatengwa na kuwa Mkoa wa Kidal .