Martwa piłka (ang. dead ball) – termin stosowany w wielu sportach i oznaczający taki stan, w którym piłka nie może być zagrywana.
W futbolu amerykańskim jest to stan nieprzeprowadzania akcji pomiędzy próbami - m.in. po tym jak zawodnik niosący piłkę wyszedł poza pole gry lub został rzucony na ziemie po szarży.
W czasie, gdy piłka jest martwa, drużynie atakującej nie wolno zdobywać pola a drużynie broniącej nie wolno próbować przejęcia piłki.
W krykiecie piłka staje się "martwa" w następujących sytuacjach: