Koło wielkie – największe koło, jakie można wpisać w kulę. Jego średnica jest równa średnicy kuli, a samo koło dzieli ją na dwie symetryczne połowy zwane półkulami.
W polskiej literaturze przyjęło się używać terminu „koło wielkie” również w odniesieniu do okręgów na sferze, choć w tym przypadku bardziej odpowiedni jest rzadziej używany termin „okrąg wielki”[1].
Koła wielkie są liniami geodezyjnymi na sferze.
Kołem wielkim jest równik. Każde dwa przeciwległe południki łącznie tworzą również koła wielkie. Np na sferze niebieskiej są nimi: horyzont, południk niebieski, równik niebieski, ekliptyka. Koło wielkie przechodzące przez zenit i nadir nazywane jest także kołem wierzchołkowym.