Bitwa pod Gaugamelą (czasem nazywana też bitwą pod Arbelą, która była najbliższym dużym miastem) – starcie zbrojne, które miało miejsce 1 października (niektórzy historycy przyjmują datę 27 września) 331 p.n.e. pomiędzy wojskami macedońskimi Aleksandra Wielkiego a armią perską króla Dariusza III.
Przed bitwą Na wieść o formowaniu się nowej armii Dariusza w Mezopotamii, Aleksander wraz ze swoimi wojskami opuścił świeżo zdobyty Egipt, pozostawiając jednak liczne garnizony w większych miastach, i skierował się w stronę Tyru, a następnie Tygrysu i Eufratu. Do spotkania doszło pod Gaugamelą nad rzeką Bumelos (lub Bumodus), ok. 35 km na północny wschód od Tygrysu, 80–95 km na północ od Arbeli.
Siły macedońskie – co do czego zgodni są wszyscy autorzy – liczyły 47 000 żołnierzy, natomiast w odniesieniu do perskich różnią się dość znacznie: od 200 do 250 tysięcy ludzi. W milion Arriana nikt dziś nie wierzy, chociaż autor „Anabazy Aleksandra” uważany jest za najrzetelniejszego historyka starożytności, a wiedzę o bitwach pod Issos i Gaugamelą czerpał z pamiętników dwóch oficerów Aleksandra.