10吉比特以太网（10 Gigabit Ethernet，缩写为10GbE、10 GigE或10GE），也译为10吉位以太网、万兆以太网，最初在2002年通过，成为 IEEE Std 802.3ae-2002。它规范了以 10 Gbit/s 的速率来传输的以太网。

吉比特以太网标准IEEE 802.3z通过后不久，在1999年3月，IEEE成立了高速研究组HSSG（High Speed Study Group），其任务是致力于10吉比特以太网（10GE）的研究。10GE的标准由IEEE 802.3ae委员会进行制定，10GE的正式标准已在2002年6月完成。10GE并非吉比特以太网的速率简单地提升到10倍。这里有许多技术上的问题要解决。

10GE的帧格式与10Mb/s，100Mb/s和1Gb/s以太网的帧格式完全相同。10GE还保留了802.3标准规定的以太网最小和最大帧长。这就使用户在将其已有的以太网进行升级时，仍能和较低速率的以太网很方便地通信。由于数据率很高，10GE不再使用铜线而只使用光纤作为传输媒体。它使用长距离的光收发器与单模光纤接口，以便能够工作在广域网和城域网的范围。10GE也可使用较便宜的多模光纤，但传输距离为65~300m。

10GE只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，也不使用CSMA/CD协议。这就使得10GE的传输距离不再受进行碰撞检测的限制而大大提高了。

吉比特以太网的物理层可以使用已有的光纤通道的技术，而10GE的物理层则是新开发的。10GE有两种不同的物理层：

需要注意的是，10GE并没有SONET/SDH的同步接口而只有异步的以太网接口。因此，10GE在和SONET/SDH连接时，出于经济上的考虑，它只是具有SONET/SDH的某些特性，如OC-192的链路速率、SONET/SDH的组帧格式等，但WAN PHY与SONET/SDH并不是全部都兼容的。例如，10GE没有TDM的支持，没有使用分层的精确时钟，也没有完整的网络管理功能。

由于10GE的出现，以太网的工作范围已经从局域网扩大到城域网和广域网，从而实现了端到端的以太网传输。这种工作方式的好处是：