上川盆地（かみかわぼんち）は北海道中部、上川支庁中部（石狩国東部）にある盆地。
石狩川、忠別川、美瑛川などからなる盆地。東に位置する道東とは大雪山および石狩山地で、北に位置する名寄盆地とは北緯44度付近の塩狩峠で隔てられている。一方、西は石狩川の流れ出る神居古潭の部分を除き北から伸びる天塩山地と南から伸びる夕張山地があり、これらを境にして西側には石狩平野（空知平野）が広がる。また、南の富良野盆地との間には丘陵地があり観光名所となっている。
冬は寒いが夏の高温を利用して米作をする道央水田地帯が広がっている。
鉄道は函館本線、石北本線、宗谷本線、富良野線が通じ、また道路は道央自動車道、国道12号、国道39号、国道40号等が通じており、道北の交通の要所である。また、盆地の南端には旭川空港がある。
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