עמק ביקוע (באנגלית: Rift Valley) הוא שקע קווי בין כמה רמות או רכסי הרים שנוצר כתוצאה מבקע גאולוגי או העתק. פעולות אלו מתבטאות כהתרחבות של קרום כדור הארץ, התפשטות של פני השטח, שהועמק אחר-כך באמצעות פעילות סחיפה. עוצמת כוחות המתיחה כה גדולה עד שהם גורמים ללוח הטקטוני להיקרע, ואז הגוש המרכזי צונח יחסית לגושים שמצידיו תוך יצירת עמק שקירותיו זקופים וקרקעיתו שטוחה המכונה גראבן ("תעלה" בגרמנית). אף שאין הגדרה רשמית להבדל שבין גראבן לעמק ביקוע מקובל לכנות בשם גראבן עמק ביקוע קטן. ככל שתהליך זה מתמשך העמק מתרחב, עד שהוא הופך לאגן נרחב, המתמלא במשקעים מקירות הבקע ומהסביבה. אחת הדוגמאות הטובות ביותר לתהליך ארוך זה הוא הבקע המזרח אפריקאי. עמקי ביקוע יכולים להיווצר בכל הגבהים, מקרקעית הים עד לרמות ורכסי ההרים. הם יכולים להתרחש בקרום היבשתי כמו גם בקרום הימי. לעיתים קרובות מסתעפים עמקי ביקוע משניים מתוך עמק ביקוע ראשי והם נחשבים חלק ממנו.