Pomorska bitka je naziv za bitku u kojoj obje strane koriste brodove i slična plovila, odnosno koja se odvija na moru, rijeci ili jezeru.
Prve pomorske bitke su zabilježene krajem 2. milenijuma pne., ali su u pravilu bile daleko rjeđe od kopnenih bitaka. Razlog je prvenstveno u tome što su ratne mornarice u pravilu skuplje od kopnenih vojski te zahtjevaju ne samo posebnu opremu, nego i posebno obučeno ljudstvo koje je prilično teško nadoknaditi u slučaju gubitaka.
Nadalje, u pomorskim bitkama nadmoć neprijatelja u broju brodova i tehnici je slabijoj strani teško kompenzirati, te pomorske bitke najčešće imaju odlučujući rezultat koji često pobjedniku donosi trajnu pomorsku prevlast. Slabija strana, s druge strane, može lakše manevrirati i, s obzirom na relativno prostranstvo mora, izbjegavati neprijatelja.