Geologická pánev je velká nízko položená oblast. Často se nachází pod hladinou moře.

Geologické pánve jsou jedním ze dvou nejčastějších míst ve vnitrozemí, kde se hromadí sedimenty (druhým jsou jezera). Typ hornin, které v nich vznikají, vypovídá o paleoklimatu kontinentu. Geologie je zajímavá pro hledače ropy, hydrology a paleontology.