Die Amundsensee ist ein Arm des Südlichen Ozeans vor Marie-Byrd-Land in der Westantarktis. Sie wird begrenzt von Cape Flying Fish, der nordwestlichen Spitze von Thurston Island im Osten und Cape Dart auf Siple Island im Westen. Östlich des Kap Flying Fish beginnt die Bellingshausensee. Das Meer ist nach dem norwegischen Polarforscher Roald Amundsen benannt.
Das Meer ist größtenteils eisbedeckt. Der Eisschild, der in das Amundsensee abfließt, ist im Durchschnitt etwa 3 km (1,9 mi) dick. Es entspricht in etwa der Größe des Bundesstaates Texas. Das Gebiet ist als Amundsen Sea Embayment (ASE) bekannt. Es bildet eines der drei großen Eisabflussbecken des westantarktischen Eisschildes.
