O Mar de Amundsen é um braço do Oceano Sul ao largo de Marie Byrd Land, na Antártida ocidental. É delimitado pelo Cabo Flying Fish, a ponta noroeste da Ilha Thurston a leste e o Cabo Dart na Ilha Siple a oeste. A leste do Cabo Flying Fish começa o Mar de Bellingshausen. O mar é nomeado para o explorador polar norueguês Roald Amundsen.
O mar é, em sua maioria, coberto de gelo. A camada de gelo que drena para o Mar de Amundsen tem em média cerca de 3 km de espessura. É aproximadamente do tamanho do estado do Texas. A área é conhecida como Amundsen Sea Embayment (ASE). Ela forma uma das três principais bacias de drenagem de gelo da Folha de Gelo da Antártida Ocidental.
