Het Boterdiep (Gronings: Botterdaip) is een kanaal in de provincie Groningen, lopend van de haven van Uithuizen tot het Van Starkenborghkanaal bij Noorderhoogebrug. Het kanaal is 25 km lang. Het kanaal zou zijn naam te danken hebben aan het transport van melkproducten.
Het kanaal is in de 17e eeuw aangelegd. Bij de aanleg is zo veel mogelijk gebruikgemaakt van bestaande waterlopen. Het oudste gedeelte, de verbinding van Bedum naar Groningen (op kaarten uit die tijd steevast aangeduid als de Cleisloot) stamt uit 1625. In 1660 werd het verlengd tot Kantens.
Voor de aanleg van het Van Starkenborghkanaal eindigde het diep in de Turfsingel in de stad Groningen. Het eerste gedeelte daarvan is rond 1912 gedempt en het grootste gedeelte na de Tweede Wereldoorlog Een gedeelte daarvan draagt nog de naam van het kanaal.
In het Boterdiep staat halverwege Fraamklap en Onderdendam het gemaal Den Deel. Dit gemaal is gebouwd om de gevolgen van de relatieve waterstijging als gevolg van de bodemdaling door de winning van aardgas te compenseren.
Langs het kanaal liggen: Uithuizen, Doodstil, Kantens, Middelstum, Fraamklap, Onderdendam, Bedum, Zuidwolde en Noorderhoogebrug.