De Groenlandse Zee is een waterlichaam. Zij grenst in het westen aan Groenland, in het oosten aan de Svalbard-archipel, in het noorden aan de Straat van Fram en de Noordelijke IJszee, en in het zuiden aan de Noorse Zee en IJsland. De Groenlandzee wordt vaak gedefinieerd als een deel van de Noordelijke IJszee en soms als een deel van de Atlantische Oceaan.
De zee heeft een Arctisch klimaat met regelmatige noordenwinden en temperaturen die zelden boven 0 °C uitkomen. Het West-ijs vormt zich in de winter in de Groenlandzee, ten noorden van IJsland, tussen Groenland en het eiland Jan Mayen. Het is een belangrijke broedplaats van zadelrobben en klapmutsen. Het wordt al meer dan 200 jaar gebruikt voor de jacht op zeehonden.
Tot de belangrijkste eilanden in de Groenlandse Zee behoren de Svalbard-archipel, de Edvards, de Eila, de Godfred Hansens, de Île-de-France, de Jan Mayen Lynns, de Norske en de Schnauders. Daarvan zijn alleen de Svalbard-eilanden bewoond, en Jan Mayen heeft alleen seizoensgebonden militair personeel.
