الصحراء الليبية أو الصحراء الغربية في مصر أو بحر الرمال العظيم هي صحراء تقع في شمال أفريقيا، و هي جزء من الصحراء الأفريقية الكبرى، و هي تشمل الصحاري الموجودة في جنوب غرب مصر و شرق ليبيا و شمال غرب السودان. و تغطي منطقة تصل إلي 1.100.000 كيلومتر مربع، بقياس 1000 كيلومتر من الشمال إلي الجنوب و 1100 كيلومتر من الشرق إلي الغرب.
الصحراء في مجملها الأعظم غير مسكونة كما أنها عبارة عن سهل صخري كبير و يسمي " حمادة " أو " الحمادة " إضافة لجزء آخر يسمي بحر الرمال العظيم، يوجد بها 8 منخفضات رئيسية أهمها منخفض القطارة، كذلك يوجد بها واحات متعددة، و من هذه الواحات واحة سيوة واحة الداخلة وواحة الخارجة في مصر وواحة الجغبوب، واحة الجفرة وواحة الكفرة في ليبيا التي ترتبط مياهها الجوفية بنفس المجري الذي يغذي واحة سيوة المصرية من واحة الفيوم في مصر، و التي تغذي من النيل.
يوجد بالصحراء مجموعة جبال أكاكوس و العوينات الشرقية وحمامات مليتة وحمام ستافت و مناطق صحراوية مثل أدهان أوباري وأدهان مرزق وأراضي صخرية مثل الحمادة الحمراء ومناطق بركانية خامدة مثل واو الناموس ، والهروج السوداء.
استكشفت الصحراء الليبية بواسطة عدد من المستكشفين رغم أنها كانت ممراً لتجارة القوافل بين شمال أفريقيا و الصحراء الكبري، كما كتب عنها إبن بطوطة في كتاباته، و في العصر الحديث اشتهر من مكتشفيها أحمد حسنين باشا رئيس الديوان الملكي للملك فاروق الأول، و الذي كشف جبل العوينات في 1924 م. و كتب عنها في كتابه الشهير " الواحة المفقودة ". و الألماني فريدريك جيرهارد روهلفس ، توجد في الصحراء بعض الحيوانات البرية المعرضة للانقراض.