Lake Bonneville (Nederlands: Bonnevillemeer) was een prehistorisch meer dat een groot deel van Noord-Amerika's Grote Bekken bedekte. Het situeerde zich voor het grootste deel in het hedendaagse Utah, alhoewel delen zich uitstrekten tot in Idaho en Nevada.
Lake Bonneville werd ongeveer 32 000 jaar geleden gevormd en het bestond tot ongeveer 14 500 jaar geleden toen een groot gedeelte van zijn inhoud wegvloeide via de Red Rock Pass in Idaho. Na deze Bonneville Flood (Nederlands: Bonnevillevloed) zoals men het lokaal noemt, trok het meer zich terug tot wat men het Provoniveau noemt. Veel van de unieke geologische karakteristieken van het Grote Bekken zijn een gevolg van het bestaan van Lake Bonneville.
Met een diepte van 300 m en meer dan 51 000 km² groot was dit meer bijna even groot als Lake Michigan en veel dieper. Door een klimaatsverandering begon het uit te drogen en ontstonden aparte meren: Great Salt Lake, Utah Lake, Sevier Lake, Rush Lake en Little Salt Lake.
Lake Bonneville kreeg zijn naam van geoloog Grove Karl Gilbert en noemde het naar Benjamin Bonneville (1796–1878), een in Frankrijk geboren officier van het United States Army, die ook in bont handelde en ontdekkingsreiziger in het Amerikaanse westen.