Die Barentssee ist ein Randmeer des Atlantischen Ozeans bzw. des Arktischen Ozeans (Nordpolarmeer) nördlich von Norwegen und des europäischen Teils Russlands. Sie wurde nach dem niederländischen Seefahrer Willem Barents benannt. Der Golfstrom sorgt dafür, dass viele Häfen an der Barentssee ganzjährig eisfrei sind, obwohl sie weit im Norden liegen.
Benachbarte Randmeere der Barentssee sind im Westen das Europäische Nordmeer und im Osten die Karasee.
Die größte Stadt an der Barentssee ist Murmansk, das ebenso wie das ehemals finnische Petschenga einen Stützpunkt der russischen Nordmeerflotte beherbergt. In der Barentssee befindet sich auch der größte Schrottplatz für Atom-U-Boote weltweit, beispielsweise ist die Kursk im Jahre 2000 hier versunken.
Der flache östlichen Teil der Barentssee enthält reiche Erdölvorkommen und wird nach dem dort mündenden Fluss Petschora Petschorasee oder auch Pechorasee genannt.
Zur Zeit wird in der Barentssee durch die Firma Statoil Europas erste Erd- bzw. Flüssiggas-Förderanlage gebaut, das Projekt Snøhvit (d.h. Schneewittchen).
Sie wurde von Willem Barentsz entdeckt.