帝汶海（Timor Sea）是 印度洋 的一个分支海域，位于 帝汶岛 东南、 澳大利亚 西北。它西邻印度洋，东接 阿拉弗拉海 ，南北宽约480公里，面积约615,000平方公里，体积25万立方千米。帝汶海最深处位于北部的帝汶 海沟 ，超过3,300米。然而，1/2以上海域的深度小于200米。
帝汶海是重要的石油产区，蕴藏着丰富的油气资源。为了开发当地的油气资源，澳大利亚曾与 印度尼西亚 和 东帝汶 签订《帝汶海沟条约》（已被废止）和《帝汶海条约》，规范各方的开采活动。然而，2009年的石油泄漏使这片海域受到污染，影响可能持续25年。此外，帝汶海还是印尼 苏拉威西省 望加锡人的采集海参之地。
资源
帝汶海是重要的油田区，萨赫尔(Sahul) 大陆架 和 澳大利亚 西北岸外均已采油。
地理位置
沟通 印度洋 和 太平洋 的海域。位于 帝汶岛 和澳大利亚西北部之间。西连印度洋，东接 阿拉弗拉海 。
海洋地貌
海域南浅北深，北部水深大于200米，并有一条深达2000米的帝汶 海槽 ，略呈东北－西南走向。海中央有波拿巴盆地，海盆东北有一狭谷与帝汶海槽相连，帝汶海槽东北部最深处为3200米。海区平均水深406米。海域南部的 澳大利亚 大陆架 约占海域面积2/3，称为萨赫尔陆棚，宽300米以上，深100米以内分布有8个浅滩， 巴瑟斯特岛 西北方向180千米范围内也有大片浅于30米的浅海区。
北部各岛多山地，常有强地震，多 沉积岩 岸，注入河流短小流急除 罗地岛 岸边有 珊瑚礁 外，其他岛屿海岸陡峭，岸边坡陡水深，10千米内就降至200多米。 澳大利亚 沿岸为下沉海岸，岸线异常曲折，多 海湾 。较大的海湾有约瑟夫．波拿巴湾、比格尔湾。注入的河流有 奥德河 、 维多利亚河 、德利河，均 约瑟夫 ．波拿巴湾入海。沿岸岛屿众多，较大的岛屿有东侧的 梅尔维尔岛 和 巴瑟斯特岛 ，岸边多珊瑚礁。
海中央有博拿巴盆地，海盆东北有一狭谷与帝汶 海槽 相连，帝汶槽东北部最深处为3200米。海区平均水深406米。海域南部的 澳大利亚 大陆架 ，称为萨赫尔陆棚，宽300米以上，深100米以内。
大陆架 潮汐 高度一般2米以上，最高达9米， 达尔文 附近潮高6米。
气候洋流
海区属 热带季风气候 ，气温、 降水 随 盛行风 的改变而有变化，年降水量2000～2500毫米。海流方向随季风交替而改变。 东南季风 盛行时，海流流向西（西南）方。它是主要海流方向，称帝汶海流。西北季风盛行时，海流由西向东流。
尽管有季节性的东南和西北季风，但在全年出现的主要是流向西南的帝汶洋流，流速每小时0.8～1.6公里(0.5哩～1哩)。
地震新闻
据 中国地震台网 测定，北京时间2007年5月6日03时06分34.6秒在 帝汶海（ 南纬7.4，东经128.55）发生4.9级地震。
生物奇趣
摄影师在 帝汶海 拍到 飞鱼科 在水面游走奇景
2010年5月19日消息，摄影师卢瑟-拜利(Luther Bailey)有幸在帝汶海拍到了一只飞鱼在水面上游走的画面。而飞鱼所过之处泛起的涟漪犹如一道拉链。