Sarykamysjsjøen (turkmensk: Sarygamyş köli, usbekisk: Sariqamish, russisk: Сарыкамышское озеро – Sarykamysjskoje ozero) er en i sin nåværende form antropogenisk oppstått innsjø i Sentral-Asia. Den ligger sørvest for Aralsjøen, på grensa mellom Turkmenistan og Usbekistan. Den ligger på 5 moh og med et areal på ca 5000 km². Innsjøen er endorheisk, og vannstanden varierer med tilførselen av vann.
Sjøen ligger i Sarykamysj-senkningen, øst for Ustjurt-platået. Senkningen ligger på sitt dypeste 40 m under havnivå, og ble i tidligere tider periodisk fylt med vann når Amu-Darja endret sitt løp og sendte en elvearm vestover mot senkningen. Fra 1300- til 1700-tallet lå vannspeilet i senkningen på 50 til 62 moh. Rundt midten av det første årtusen f.kr. hadde senkningen også avløp mot vest til Det kaspiske hav, gjennom Uzboj. Sommeren 1878 nådde vann fra Amu-Darja fram til senkningen på naturlig vis for siste gang, og den sentrale del av senkningen ble deretter redusert til et antall små (under 100 km²) sterkt saltholdige sjøer.
Den sterke ekspansjonen av kunstig vanning under Sovjetunionen, for å øke produksjonen av bomull i Amu-Darjas nedslagsfelt, medførte utbygginger av kanaler og andre strukturer langs elva. Som følge av endringene i elveløpet fant det i 1971 sted et nytt gjennombrudd av vann fra Amu-Darja, gjennom dens gamle arm Darjalyk (Дарьялык), fram til Sarykamysjsenkningen. Dette har medført at Sarykamysjsjøen, i motsetning til den sterkt skrumpende Aralsjøen, kontinuerlig har vokst i størrelse siden da, til den i dag har en overflate på over 5000 km². Vannspeilet ligger nå på 5 moh.
Sjøen består for en stor del av avløpsvann fra jordbruksvirksomhet, som blant annet inneholder pesticider og herbicider. Tross disse økologiske problemene blir det nå drevet fiskerier i sjøen.
