In geologia una fossa oceanica è una depressione lineare del fondo oceanico. Può essere adiacente e parallela a un margine continentale, oppure a un arco insulare, quest'ultimo è separato dal continente e da un bacino di retroarco. Generalmente sono lunghe migliaia di metri, profonde fino a 11 000 m e relativamente molto strette.
I due versanti di una fossa sono asimmetrici: quello oceanico è meno ripido, mentre quello continentale o insulare è più ripido e caratterizzato da melanges, sedimenti misti e complessi di natura sia continentale sia oceanica. L'area continentale o insulare presenta orogenesi, attività sismica e spesso vulcanica. Le fosse sono il risultato dell'interazione tra due placche, oceanica-continentale o oceanica-oceanica, che premono l'una contro l'altra in un movimento compressivo: la zolla più densa sprofonda sotto quella meno densa, e tale movimento è detto subduzione.