Pertempuran maritim atau peperangan laut adalah sebuah adegan pertempuran yang berlangsung dengan menggunakan perahu, kapal atau kapal lainnya yang melalui air. Sebagian besar pertempuran laut telah terjadi di laut, tetapi beberapa telah terjadi pada danau atau sungai. Pertempuran laut paling awal tercatat terjadi pada tahun 1210 SM di dekat Siprus. Ada beberapa pertempuran laut besar yang signifikan sejak Perang Dunia II, karena angkatan laut telah mengambil peran kepolisian yang lebih besar, melakukan operasi pencarian dan pertolongan, memberikan sanksi perdagangan, dan melawan pembajakan dan penyelundupan.
Meskipun sifat dari kapal yang terlibat dalam pertempuran telah berubah drastis, dari trireme ke kapal layar ke kapal perang, kapal selam dan kapal induk, banyak prinsip taktisnya yang tetap sama, seperti pentingnya manuver yang tepat sebelum pertempuran, dan keinginan untuk menghindar / lolos daripada mempertaruhkan hilangnya sebuah armada lengkap.
Ada beberapa pertempuran maritim besar yang dapat disebut pertempuran laut terbesar sepanjang masa.