黑头海蛇（学名：Hydrophis melanocephalus）是
蛇亚目眼镜蛇科海蛇属下的一种有毒海蛇，主要分布于中国南海、澳洲及日本之间的海域，是日本的受保护动物。目前未有任何亚种被确认。
黑头海蛇头小；体前段细长呈圆筒状，后段较粗而侧扁。眼大于眶前鳞；前颞鳞通常单片且较大；下唇鳞2、3片之后的唇缘有一列小鳞。背鳞光滑，覆瓦状排列，中段33~41行，具棱；腹鳞常具二个小结节。头背黑色，前额鳞上有黄色斑纹；体背橄榄色或淡灰色；腹部淡黄色，具黑色斑纹，斑纹于体前部与腹中线会合形成环纹。全长810~1500mm。
黑头海蛇的毒素以神经毒素为主要成分，人类中毒后会出现全身疲惫乏力、肌肉刺痛、活动能力出现障碍、呼吸困难、麻痹等症状，最恶劣情况可能导致死亡。倘若肢体被黑头海蛇所咬，应立即将伤口近心脏一端的肢体紧缚起来，阻缓血液间的毒液运行，而且尽量将毒血抽出，同时尽快求医接受适当治疗。
黑头海蛇主要栖息于热带至亚热带的海域（栖于海岸外约50m以内的礁石水域中），是完全水栖型的蛇类，于陆地上活动困难。它们多于日间出没，以捕食鱼类为主。繁殖方面，黑头海蛇属卵胎生蛇类，雌蛇每年约于十月时生产，每次能诞下约四至五条幼蛇。
虽然大部分海蛇都没有主动攻击人类的倾向，然而黑头海蛇却属于较具攻击性的成员，而且它们遇到人类时，不会采取纯回避的消极态度。每年在日本冲绳一带，均会有数宗黑头海蛇咬死人类的事件，因此在遭遇野生黑头海蛇的时候必须谨慎小心。
黑头海蛇的繁殖形态为
卵胎生，10月左右一次产4~5条幼蛇。据报道于8月间在台湾省安平港捕获的15条标本中，9条已怀孕，解剖3条，共得14个发育良好的胚胎。在台湾海域，其生殖期为8~9月。捕食小鳗鱼。