北方海路（俄语：Се́верный морско́й путь）20世纪初以前又被称为东北航线，是指沿俄罗斯海岸线往返太平洋与北冰洋之间的海上交通线。大部分路段位于北冰洋水域，当中一部分只有一至两个月的通航期。但近年因全球暖化的关系，航线的潜力大增。
开发东北航线的初期动机是经济性的。在俄国最早的构想是由外交家季米特里·格拉西莫夫（Дмитрий Герасимов）提出的。早在11世纪时在白海海岸从事殖民和贸易的俄国人（称为波莫尔人，俄语：помо́ры）已经对这条航线进行探索。至17世纪他们已经建立了一条往来阿尔汉格尔斯克和叶尼塞河河口的航线。这条航线被称为芒加塞亚航线（以其最东的终点芒加塞亚命名），就是北方海路的前身。
包括英格兰、荷兰、丹麦和挪威在内的北欧国家在同一时间对航线的西段进行探测，以寻找到印度和中国的另一条路线。虽然它们都失败了，但他们发现了新的海岸和岛屿。当中最著名的就是荷兰航海家威廉·巴伦支在1596年的航行，这次他发现了斯瓦尔巴群岛和熊岛。
为免英荷等国的渗透，俄国在1619年宣布封闭芒加塞亚航线。波莫尔人的活动式微了，代之而起的是西伯利亚的哥萨克人。他们乘坐着一种适合在北方水面航行的、名为柯奇的船，从一个河口到另一个河口。他们最著名的航行，要数在1648年由西美昂·杰日尼奥夫和西奥多·阿历克塞耶夫从科雷马河河口出发到太平洋，并经过楚科奇半岛，因此证明了美洲和亚洲两座大陆并不相连的那一次。
约八十年后，即1725年丹麦裔的俄国探险家维他斯·白令乘坐“圣加伯利号”从堪察加半岛出发，往北航行（与杰日尼奥夫的航行方向相反）并穿过今日以他命名的水道（即白令海峡），并把最早由杰日尼奥夫兄弟发现和描述的岛屿命名为代奥米德群岛。
白令在1725－1730年之间的探险活动是沙皇彼得大帝发起的大北方探险（又称“堪察加远征”）的一部分。第二次探险发生于1735－1742年之间。这次有两艘船参与，分别是“圣彼得号”和“圣巴维尔号”（即堪察加彼得巴甫洛夫斯克的由来），后者由白令第一次探险的副手阿列克谢·伊里奇·奇里科夫指挥（Алексей Ильич Чириков）。这次航程中一场暴风雨令两只船失散，使白令和奇里科夫分别成为第一位看见和登陆北美洲西北海岸的西方人。白令在归航当中发现了阿留申群岛，但也得了病。“圣彼得号”于是在堪察加对开的一座小岛上停靠，而白令也死在那里（即今日的白令岛）。
除了白令和奇里科夫，其他俄国海军队伍也曾参与这次探险。其中一次由西美昂·切柳斯金率领的探险队在1742年5月到达了北方海路，以及亚欧大陆的最北点切柳斯金角。
此后在1760年代（瓦西里·契察戈夫Васи́лий Я́ковлевич Чичаго́в）、1785－1795年（约瑟夫·比灵斯和萨里切夫Гавриил Андреевич）、1820年代（斐迪南·彼得洛维奇·弗兰格尔Фердина́нд Петро́вич Вра́нгель、彼得·费奥多洛维奇·安祖Анжу, Пётр Фёдорович和费奥多·彼得洛维奇·利特克Граф Фёдор Петро́вич Ли́тке等人），以及在1830年代都进行东北航线的探测工作。全线开通的可能性在19世纪中得到证实，但实际通航要到1878年芬兰裔瑞典籍探险家诺登舍尔德男爵乘坐“维加号”完成了自西向东走毕全程才得以实现（舰长为瑞典王家海军的路易·佩兰德中尉）。1915年由鲍里斯·维利基茨基（Борис Андреевич Вилькицкий）率领的探险队自东向西走毕全程。
在诺登舍尔德出发前的一年，就已经出现了商业航线。当时是把西伯利亚的农产品经喀拉海出口，称为“喀拉考察队”。在1877至1919年的122次“考察”中，只有75次是成功的，总载货量只有55吨。自1911年起每年有一班由海参崴开往科雷马河的蒸汽船航班（称为“科雷马蒸汽船”）。
诺登舍尔德、南森、阿蒙森、迪龙、马卡洛夫等人也曾经以科学研究和测绘的目的来到这里。
无线电、蒸汽船和破冰船的面世令北方海路变得可行。十月革命以后，苏联被西方孤立，航线的开通就更为迫切了。这不但是往来俄罗斯西部和远东地区的最短航线，而且也是唯一一条位于苏联领海（也因此无需穿越邻近敌国）的航线。
1932年1月，苏联政府成立了负责监督航线运作和港口修建的北方海路总局（英语：北方海路总局）。局长奥图·尤里耶维奇·施密特（俄语：О́тто Ю́льевич Шмидт）。
1932年一支由奥图·尤里耶维奇·施密特（俄语：О́тто Ю́льевич Шмидт）率领的苏联探险队首度在同一个夏天而又无需中途过冬的情形下由阿尔汉格尔斯克航行到白令海峡。经过1933年和1934年的试航，北方海路在1935年正式开通并投入商业运作。1936年，波罗的海舰队部分舰艇经此驶往太平洋以应付正升级的对日军事冲突。
苏联解体后，北极的商业航海进入衰退期。只有摩尔曼斯克－杜金卡和海参崴－佩韦克之间有定期航次，杜金卡与佩韦克的航线接近停摆。
由于北冰洋的结冰随全球暖化而缩小，一些有加厚船壳的货船开始使用北方海路，以挪威往中国青岛为例，较以往经苏伊士运河航线缩短约一半航程。2016年有297艘船只航行北方海路。
海路沿线部分港口为不冻港，终年可通航，自西向东分别为位于科拉半岛的摩尔曼斯克、堪察加半岛上的堪察加彼得巴甫洛夫斯克，以及太平洋上的钏路、瓦尼诺、纳霍德卡和海参崴。其他港口如马加丹、阿纳德尔的通航期约为每年的七至十月，否则就需要核动力破冰船协助。
