卡奔塔利亚湾（英语：Gulf of Carpentaria），是位于
澳大利亚北部
阿纳姆地与
约克角半岛之间的一个浅水湾。东西最大宽度670公里，南北长约600公里，水深一般不超过80米，面积310000平方公里。
卡奔塔利亚湾是
阿拉弗拉海（Arafura Sea，为
太平洋的一部分）的一个长方形的浅水湾，凹入
澳大利亚东北部海岸。这个数世纪以来未被人注意的海湾，自20世纪后期开发
铝土矿、锰和对虾（河虾）资源后，始引起国际上的重视。海湾面积310000平方公里，最深处为70米。
海湾底部是澳大利亚和
新几内亚的大陆棚。有一座横跨
托列斯海峡（Torres Strait）的山岭将海湾底床从珊瑚海（Coral Sea）分隔开来，另一座从韦塞尔岛（Wessel Island）向北面绵亘的山岭又将海湾底床与阿拉弗拉海的班达海盆（Banda Basin）盆底相分隔。海湾底床坡度很小；
昆士兰州西部大平原的河水向北或西北流经海岸注入海湾，落差非常小，每哩只有一尺。平原近海处形成一带盐滩，最宽的盐滩在
弗林德斯河（Flinders River）正西面。汇入海湾的河流约有20条，下游极为蜿蜒曲折，有许多三角洲。
海湾东面最早于1605～1628年由荷兰人开发，西、南两面海岸于1644年被探险家
亚伯·塔斯曼（Abel Tasman）所发现。1628年卡本特（Pieter Carpenter）曾到达该地区，海湾以其名命名。
海湾位于卡奔塔利亚盆地的北部、中部和西半部。约于2亿年前形成的中生代沉积岩厚度有1,524公尺（5,000尺）左右，其下有一层非常古老的前寒武纪岩。后来在5,000万年前形成的岩层在海湾岸上生成厚达9.9公尺（33尺）的
铝土矿层。在威尔斯利（Wellesley）群岛和爱德华．佩柳爵士（Sir Edward Pellew）群岛，覆盖于上述矿层之上的是砂石层，可以表明过去的海拔比今日的为高。海湾西部有大量锰矿，似乎是沿着一个原始海湾参差的海岸线形成。
海湾东南岸的盐田由复杂的因素互相作用而形成。在夏季，由于该地是十分平坦的流域，有季风带来的雨，有汹涌的潮汐，岸边风劲浪高，盐田区为海水淹没，而盐田后面的陆地区也淹没在因海湾水满而宣泄不下的河水中。海水和淡水交界的标志是∶一面是裸露的盐田，另一面是有植被的平原。
至20世纪后期，对虾捕捞业发展迅速。对虾加工在有专门设备的船上或在格鲁特岛（Groote Eylandt）和星期四岛（Thursday Island）上进行。芭蕉虾捕捞量最大。现正开发
格鲁特岛丰富的锰矿，及
韦帕（Weipa）、
约克角半岛、戈夫半岛（Gove Peninsula）及阿纳姆兰（Arnhem Land）等地区的相同规模的大型铝土矿。