Panthalassa (gr. πᾶνθάλασσα, Wszechmorze) – rozległy ocean, istniejący w paleozoiku i mezozoiku. Był w tych erach największym zbiornikiem wodnym na Ziemi, zajmując kilkukrotnie niemal całą półkulę planety. Pod koniec ery paleozoicznej i we wczesnym mezozoiku otaczał superkontynent Pangei. Jego pozostałością i dzisiejszym odpowiednikiem jest Ocean Spokojny, dlatego też Panthalassę określa się czasem Paleo-Pacyfikiem.
Powstanie oceanu
Około 750 milionów lat temu, w neoproterozoiku, wielki ryft rozerwał superkontynent Rodinii na dwie części, otwierając nowy ocean. Ryft przebiegał w kierunku północno-wschodnim i początkowo Panthalassa miała kształt klina rozszerzającego się ku północy. Wraz z zamknięciem się istniejącego wcześniej Oceanu Panafrykańskiego stała się dominującym oceanem na Ziemi.
Paleozoik
Na początku paleozoiku Panthalassa zajmowała większą część półkuli północnej, podczas gdy kontynenty były skupione wokół bieguna południowego. Kolejne zdarzenia tektoniczne zmieniały układ i liczbę kontynentów, zaznaczał się też ich ruch na północ.
W karbonie utworzyła się Pangea, a Panthalassa znalazła się na półkuli zachodniej. Zanikający ocean Prototetyda łączył się z nią na wschodzie, a położoną na południe od niego Paleotetydę oddzielały od Panthalassy dwa małe kontynenty północnych i południowych Chin.
Mezozoik
W triasie Panthalassa obejmowała większą część półkuli zachodniej, na wschodzie łącząc się z klinowatym Oceanem Tetydy. Rozpad Pangei w okresie jurajskim przyczynił się do powstania współczesnych oceanów - Atlantyckiego i Indyjskiego. Jednocześnie rozpoczął się proces zamykania Tetydy. W jurze powstały także najstarsze zachowane do dziś fragmenty skorupy oceanicznej, znajdujące się w zachodniej części Pacyfiku. Od tego czasu największy ocean Ziemi nazywa się Pacyfikiem.
W przypadku Panthalassy nie można mówić o zaniknięciu oceanu, jako że nigdy nie doszło do jego zamknięcia przez dryf kontynentów. Jednak jego dno oceaniczne zostało zniszczone przez proces subdukcji. Płyty tektoniczne: Nazca, kokosowa i Juan de Fuca są fragmentami dawnej płyty Farallon, tworzącej dno wschodniej części Panthalassy.