Panthalassa ( græsk πᾶν “alle” og θάλασσα “hav”), også kendt som Panthalassisk Ocean, var det store globale globale forfædte Stillehav, der omgav superkontinentet Pangæa i slutningen af Paleozoikum og begyndelsen af Mesozoikum. Det omfattede Stillehavet mod vest og nord og Tethyshavet mod sydøst. Det blev til Stillehavet efter lukningen af Tethys-bækkenet og Pangæas opløsning, som skabte Atlanterhavs-, Arktis- og Indiske Oceanbassiner. Panthalasisk kaldes ofte Paleo-Stillehavet (“det gamle Stillehav”), fordi Stillehavet udviklede sig fra det i Mesozoikum til i dag.
På det kort, der er vist her, var Jordens ækvator en linje, der groft sagt krydsede det sted, hvor Spanien, Casablanca ( Marokko) og Boston ( USA) mødtes. Syd for denne linje kaldes landmassen for Gondwana. Nord for den linje kaldes den Laurasia.
På kortet er Panthalassahavet afbildet som et tomt hav. Pladetektoniske undersøgelser har hævdet, at små fragmenter eller terraner (som i dag er bevaret ved de nordamerikanske og asiatiske rande) i løbet af Palæozoikum og Mesozoikum drev hen over oceanpladen, indtil de akkumulerede ved de omkringliggende kontinentalrande.