Een bathysfeer, ook wel bekend als een diepzee-sfeer, is een speciaal ontworpen onderzeeër die wordt gebruikt om de diepten van de oceaan te verkennen. Het woord “bathysfeer” is samengesteld uit de Griekse woorden “bathys” wat “diep” betekent en “sphaira” wat “bol” betekent.
Een bathysfeer bestaat meestal uit een sterke, bolvormige capsule die is ontworpen om de enorme waterdruk op grote dieptes te weerstaan. De capsule is vaak verbonden met een drijvend platform en wordt neergelaten in de oceaan. De inzittenden kunnen vanuit de bathysfeer de onderwaterwereld observeren en wetenschappelijke onderzoeken uitvoeren.
Overigens is het grootste verschil tussen een bathysfeer en bathyscaaf het feit dat een bathyscaaf een onbemande duikcapsule is, terwijl een bathysfeer een bemande onderzeeër is. Een bathyscaaf wordt bediend vanaf een drijvend platform, terwijl bij een bathysfeer mensen kunnen verblijven tijdens het verkennen van de diepzee. Het biedt directe observatie en onderzoeksmogelijkheden vanuit de capsule.