Koillisväylä, myös Pohjoinen merireitti, venäjäksi Severny Morskoy Put tai Severoput, merireitti arktisen alueen halki Euraasian maamassan pohjoisrannikkoa pitkin, pääasiassa Pohjois-Siperian (Venäjä) rannikon edustalla.
Historiallisesti eurooppalainen käsitys Koillisväylästä oli kanava, joka kulki koko Atlantin ja Tyynen valtameren välisen matkan ja muodosti Euraasian vastineen Pohjois-Amerikan arktisen alueen läpi kulkevalle tarunhohtoiselle Luoteisväylälle. Koillisväylä ulottuu yleensä itään jäättömien Norjan ja Barentsin merien kautta Skandinavian niemimaan ympäri ja Luoteis-Venäjän halki Karan salmelle, joka erottaa Barentsin ja Karan meret toisistaan. Sieltä se jatkuu itään Karan, Laptev-, Itä-Siperian- ja Tshukkimeren kautta ennen kuin se kääntyy etelään ja kulkee Beringinsalmen läpi Koillis-Siperian ja Länsi-Alaskan välissä.
Karan ja Beringinsalmen välinen Koillisväylän osa pysyy suurimman osan vuodesta jään peittämänä, ja näin ollen sen läpikulku on laivoille vaikeinta. Ensin Neuvostoliitto ja sitten Venäjä kehittivät ja ylläpitivät kuitenkin noin 5 600 kilometrin (3 500 meripeninkulman) pituisen purjehduskelpoisen väylän – etäisyys voi vaihdella huomattavasti riippuen käytetystä reitistä – tämän väylän haastavimman osan läpi. Heidän nimensä, Pohjoinen merireitti, on tullut yhä useammin käyttöön.
Euroopan kiinnostus Koillisväylän löytämiseen mahdollisena kauppareittinä itään kasvoi 1500-luvulla, alkaen englantilaisten tutkimuksista 1650-luvulla. Muita varhaisia eurooppalaisia olivat flaamilainen kauppias Olivier Brunel 1560- ja 1580-luvuilla ja hollantilainen merenkulkija Willem Barents 1590-luvulla. 1500-luvun lopulla ja 1600-luvun alussa venäläiset tutkimusmatkat osoittivat, että Euraasian arktisen alueen läpi kulki jatkuva itä-länsisuuntainen merireitti. Vuonna 1648 venäläinen tutkimusmatkailija Semjon Dezhnyov purjehti etelään Beringinsalmen läpi, mutta hänen matkaraporttiaan ei tunnettu lähes 90 vuoteen. Venäjän tsaari Pietari I:n suojeluksessa tanskalainen merenkulkija Vitus Bering kulki salmen läpi pohjoiseen vuonna 1728 ja totesi, että Aasia ja Pohjois-Amerikka olivat kaksi erillistä maanosaa. Brittiläinen laivaston kapteeni James Cook oli kuitenkin ensimmäinen, joka näki salmen molemmat puolet (1778) ja todisti mantereiden erillisyyden. Koska Koillisväylällä oli kesäkuukausina kaikkina muina kuin lyhyinä ajanjaksoina runsaasti läpitunkematonta merijäätä, tarvittiin monia yrityksiä, ennen kuin väylä saatiin ensimmäisen kerran kokonaan ylitettyä, mikä tapahtui vuosina 1878-79 ruotsalaisen tutkimusmatkailijan, paroni Adolf Erik Nordenskiöldin johtamalla retkikunnalla.
1920-luvulla vastaperustettu Neuvostoliitto alkoi kehittää Pohjoista meriväylää laivaliikenneväylänä, ja kotimaiset rahtilaivat alkoivat käyttää osia siitä kesäkuukausina 1930-luvulla; ensimmäinen onnistunut yhden vuodenajan läpikulku väylällä tehtiin neuvostoliittolaisella jäänmurtajalla vuonna 1934. Toisen maailmansodan aikana vuosina 1942-1945 osan reitistä käyttivät alukset, jotka kuljettivat liittoutuneiden tarvikkeita Yhdysvaltain länsirannikon kaupungeista Pohjois-Siperiassa sijaitseviin satamiin, erityisesti Tiksiin Lena-joen suiston itäreunalla. Kotimainen alueellinen merenkulku kasvoi sodan jälkeen, mitä helpottivat parantuneet navigointilaitteet, kasvava jäänmurtajalaivasto, joka mahdollisti kulun merijään läpi, ja pidentynyt merenkulkukausi – jälkimmäisestä oli tullut ympärivuotinen läntisellä osuudella vuoteen 1980 mennessä.
1960-luvun lopulla Neuvostoliitto teki joitain lähentelyjä salliakseen ulkomaisten alusten käyttää Pohjoista merireittiä, mutta se avasi sen virallisesti ulkomaalaiselle merenkululle vasta vuonna 1991. Neuvostoliiton hajotessa saman vuoden lopulla Venäjä kuitenkin koki sittemmin vuosia kestäneen taloudellisen taantuman ja poliittisen epävakauden, mikä vaikutti negatiivisesti väylän toimintaan. Merenkulku väylän kautta väheni näin ollen 2000-luvun alkuvuosiin asti, minkä jälkeen väylän kotimainen käyttö alkoi jälleen lisääntyä. Myös ulkomaisten varustamoiden kiinnostus väylän käyttöön kasvoi tuohon aikaan, kun venäläiset ottivat käyttöön entistä kehittyneempiä jäänmurtajia ja paransivat reitin varrella sijaitsevia satamalaitteistoja, mitä edesauttoi myös yleinen suuntaus pidempiin jäättömiin jaksoihin vuosittain. Ulkomaiset kauppa-alukset kulkivat reitin ensimmäisen kerran kokonaan vuonna 2009. Vuonna 2010 matkustaja-autolautta ja säiliöalus (molemmat venäläisiä) olivat kumpikin ensimmäiset laatuaan, jotka kulkivat onnistuneesti koko reitin pituudelta.