A Bacia do Espírito Santo-Mucuri é uma bacia sedimentarbrasileira, localizada ao longo do litoral centro-norte do estado do Espírito Santo e o litoral do extremo sul do estado da Bahia. Seu limite sul é a feição geológica conhecida como Alto de Vitória, que a separa da Bacia de Campos, e o limite norte, é a Bacia de Cumuruxatiba (entre os municípios de Caravelas e Porto Seguro).
A bacia tem uma área sedimentar total de 123.130 km² até a lâmina d'água de 3.000 m (17.900 km² em terra). Apresenta-se mais desenvolvida na porção marinha adjacente ao estado do Espírito Santo até o sul da Bahia. Na porção terrestre ocupa uma estreita faixa alongada paralelamente à linha de costa.