La baie de Chesapeake (prononcée /'tʃɛsəpi:k/) est le plus grand estuaire des États-Unis. Il se trouve au large de l'océan Atlantique et est entouré par le Maryland et la Virginie. Le bassin versant de la baie couvre une superficie de 166 534 km2 dans le district de Columbia et dans certaines parties de six États : New York, Pennsylvanie, Delaware, Maryland, Virginie et Virginie occidentale. Plus de 150 rivières et ruisseaux s'y déversent.
La baie de Chesapeake fait environ 300 km de long, depuis la rivière Susquehanna au nord jusqu'à l'océan Atlantique. À son point le plus étroit, entre la pointe Plum du comté de Kent (près de Newtown) et la rive du comté de Harford près de Romney Creek, la baie fait environ 4,5 km de large. À l'endroit le plus large, elle fait 50 km de large. La baie a une profondeur moyenne de 14 mètres.
La baie est traversée par deux ponts. Le Chesapeake Bay Bridge traverse la baie dans le Maryland, de Sandy Point (près d'Annapolis) à Kent Island. Le Chesapeake Bay Bridge-Tunnel en Virginie relie Virginia Beach à Cape Charles.