海牛（学名：）是一类大型水生哺乳动物，在淡水或浅海中生活，以草食为主。属于海牛目海牛科（Trichechidae）的唯一一个属。目前海牛科下有三个海牛物种，它们分别是：亚马逊海牛、西印度海牛和西非海牛。成年海牛大约身长3-4米，体重600千克左右，有桨状的脚蹼。海牛目的名字来源于古代传说中，美人鱼形状的神秘生物，它们用歌声诱惑水手们走向死亡。在巴西，海牛被称为Peixe-boi（意为：牛鱼），在其他西班牙语系的国家被称为Vaca Marina（意为：海中的牛）。
另两种海牛目物种——儒艮及大海牛则属于儒艮科。
海牛被认为与6千万年前由陆地上的哺乳四足动物进化而来，与其亲缘关系比较近的长鼻目的大象以及蹄兔目的蹄兔。
海牛的的体型很大，成年约3-4米长（雌性海牛通常比雄性体型更大），无背鳍，后肢退化消失演化为宽大成桨状的尾鳍。没有门齿和犬齿，仅具有臼齿，牙齿的替换方式是由口腔深处往前水平地移动，而且换齿的过程持续终生，在同一时间段内，上颌或下颌内的牙齿一般不会超过6颗。有可伸缩的上唇，可以用于含住食物，也有与同类通讯和社交的作用。海牛的皮肤厚重，不具汗腺，前肢基部处各有1个乳头。肺很大，是浮力的主要来源。 与马相似，海牛的胃结构简单，但有一个很大的盲肠以消化粗糙的植物类食物，通常消化道总长度可达45米，远远大于其它同等体积的哺乳动物。
海牛与同属于海牛目的另一科儒艮科动物儒艮在外观上很相近，它们之间的不同点在于尾部的形状：海牛的尾部扁平略呈圆形，外观类似大型单片的船桨；而儒艮的尾部则是中央分岔的，和鲸相类似。
海牛主要分布热带海域，包括大西洋海盆一带的浅海，加勒比海，墨西哥湾以及亚马逊河。在现存的三种海牛中：
海牛在水中约有一半时间在睡觉，平均每5分钟浮到水面上呼吸一次，其它的时间中大多都在水面下1-2米处进食。它们主要以各种水生植物为食，包括海草、水藻、红树叶等60多种植物，但偶尔也会食用鱼，海鞘等动物。一只成年海牛每天进食的重量大约相当于其体重的10%，约50千克。 成年的母海牛大约两年怀孕一次，孕期长达11～12个月左右，哺乳期一般持续12-18个月。
海牛的一般移动速度约为每小时5-8千米，但短时间内最快也可达到30千米/时。根据研究，海牛有保留长期记忆的能力，以及学习复杂任务的潜力，在视觉和声音识别方面的智力与海豚相当。海牛会发出各种声音以进行种群内的相互沟通，特别是在母海牛和其幼子之间。成年海牛之间也会相互沟通，进行性行动以及娱乐。人们认为，除了视觉，听觉和触觉之外，味觉和嗅觉也会帮助海牛群体进行交流。
现存的的3种海牛在其栖息地皆已濒临灭绝。会捕食海牛的动物很少（有鲨鱼，鳄鱼等），而且被捕食的量通常也很少，不会对海牛种群的生存构成很大的威胁。真正威胁海牛生存的是海牛栖息地的人类活动。海牛移动缓慢，好奇心强，经常发生与海岸居民和游客的摩托艇相撞，被螺旋桨搅伤甚至死亡的事件。由于海牛听觉系统的特点，它们能识别的声音频率比一般的船只发出的频率要高，因此对于周围船发出的声音不敏感，无法及时躲避。有的海牛被人发现身上有多达50道船螺旋桨造成的伤痕，这些创伤有可能导致感染，以致死亡。佛罗里达大学的研究人员称，尽管在佛罗里达飓风、低温、赤潮等各种因素都在威胁着海牛的生命，但近海沿岸的船只相比对海牛的影响最大，造成了逾1/4的海牛死亡事故。
另外，捕渔时用的器具如鱼勾和鱼丝都会对海牛造成伤害，吞下的鱼丝可能会堵塞海牛的消化系统，最终导致死亡。人类的捕杀也是导致海牛数量下降的因素，由于海牛体内含有丰富的脂肪，加上其肉可作食粮，因此曾被大量猎捕，现在仍有部分地区在市场上贩售海牛肉。
发电厂附近的水域常因电厂排出的高温冷却水而导致温度上升，而由于海牛会游到暖水带避寒，发电厂附近的海域常常可见而成群结队的海牛，有时可达数百头以上。海牛渐渐依赖这些人造的暖水带，冬天不再移居到暖和的热带海洋。近年来美国有多所发电厂关闭，美国的有关组织正尝试为海牛维持海水的温度。
