伊萨卡峡谷（Ithaca Chasma）是位于土星卫星土卫三上的峡谷，以希腊岛屿伊萨基岛命名。该峡谷宽度平均100公里，深度3到5公里，全长2000公里，大约是土卫三的四分之三周长，是太阳系中最长的峡谷之一。伊萨卡峡谷和奥德修斯撞击坑大致成同心圆状。
伊萨卡峡谷是航海家1号于1980年11月12日飞掠土星时发现；但其全貌是在1981年航海家2号飞掠时才被拍摄下来。该峡谷是以希腊岛屿伊萨基岛命名。
伊萨卡峡谷是一个巨大的槽系统，深度约3公里，并且通过了土卫三两极，几乎环绕整个土卫三。伊萨卡峡谷与奥德修斯撞击坑大致成同心圆状，伊萨卡峡谷的一的端点距离奥德修斯撞击坑几乎只有20°。
伊萨卡峡谷在南方两个向南的分支峡谷部分结构较复杂。对外的峭壁由多个子平行的断崖和阶地组成。在该峡谷一些地方有环绕着有大量陨石坑平原的环状地形，高度约0.5公里。该峡谷某些部分宽度只有数公里，但最宽可超过100公里。
伊萨卡峡谷年代因为选择的撞击坑年代定年方式不同，有40亿或4到33亿年两种说法。计算撞击坑数量的方式可指出伊萨卡峡谷年代稍微较奥德修斯撞击坑年轻，而有大量陨石坑的平原则年代远久于伊萨卡峡谷。
伊萨卡峡谷的形成原因有两种假设。第一个是因为土卫三内部的液态水海洋凝固，造成土卫三膨胀使土卫三外壳为了调整增加的体积而破裂。在土卫三内部海洋凝固前形成的撞击坑可能会因此全部被破坏而消失。
土卫三表面的海洋可能在太阳系早期因为土卫四和土卫三之间2:3的轨道共振而存在。共振可能造成轨道离心率变化和潮汐加速造成的潮汐加热，使土卫三内部温度够高足以形成海洋。在卫星的轨道共振消失后，卫星海洋的冻结造成额外应力，因此形成伊萨卡峡谷。
另一个假设则是伊萨卡峡谷和位于峡谷一端附近的巨大撞击坑奥德修斯撞击坑同时形成。当形成撞击坑的撞击事件发生时，会产生震波并形成有多个环撞地堑的多环撞击盆地。但根据卡西尼号拍摄高分辨率影像进行撞击坑数量计算的方式定年结果，伊萨卡峡谷年代比奥德修斯撞击坑年代久，因此这一假说较不可能。
土卫三表面特征列表 · 伊萨卡峡谷 · 墨兰提俄斯撞击坑 · 奥德修斯撞击坑 · 珀涅罗珀撞击坑
