Le golfe de Fos est un golfe du littoral méditerranéen, qui s'enfonce entre l'étang de Berre et le delta du Rhône au nord-ouest de Marseille. Il tient son nom de la ville portuaire de Fos-sur-Mer situé dans le fond du golfe.
Ce golfe comprend les principales installations portuaires du Grand Port Maritime de Marseillle dont des terminaux à conteneurs, minéraliers, pétroliers et gaziers qui occupe la majeure partie du littoral du golfe (nord-ouest) et est environné par de nombreuses industries chimiques, pétrolières ou gazières mais également par des réserves naturelles et des zones humides dont le parc naturel régional de Camargue.
Il est fermé à l'ouest par le Grand Rhône et les theys de Roustan et de la Gracieuse et à l'est par la cap Couronne. Plusieurs canaux aboutissent dans le golfe : le canal de Caronte (au nord-est) entre Port-de-Bouc et Martigues le relie à l'étang de Berre, le canal de navigation d'Arles à Port-de-Bouc (au nord-ouest) et le canal du Vigueirat
Les communes donnant sur le golfe sont, d'ouest en est, Port-Saint-Louis-du-Rhône, Fos-sur-Mer, Port-de-Bouc et Martigues (mais la ville même de Martigues donne elle sur l'étang de Berre).