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Ein Großkreis ist ein größtmöglicher Kreis auf einer Kugeloberfläche. Sein Mittelpunkt fällt immer mit dem Mittelpunkt der Kugel zusammen.
Im geographischen Koordinatensystem der Erde sind alle Längengrade (Meridiane, hier gelb) sowie der Äquator (blau) Großkreise. Alle anderen Breitengrade (gestrichelte Linien) sind keine Großkreise sondern Nebenkreise.
Auf einem Großkreis auf der Erde entspricht eine Bogenminute einer Seemeile (sm) (engl.: [nautical mile] = nm). Diese wird gerechnet mit 1852 Metern.
Die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf einer Kugeloberfläche, eine so genannte Orthodrome, ist immer Teil eines Großkreises. Deshalb führen Schiffahrts- und vor allem Flugrouten entlang von Großkreisen. Das Großkreissegeln bzw. der Großkreiskurs ist das Befahren der Erdkugel auf einem Großkreis.
Da viele Landkarten (z. B. bei der Mercatorkarte) so dargestellt werden, dass die Breitengrade als gerade, waagerechte Linien erscheinen, wirken die Flugrouten gekrümmt und verlaufen weiter polwärts (siehe auch Loxodrome). Um das Zeichnen zu vereinfachen gibt es spezielle Großkreiskarten, auf denen der Großkreiskurs als eine Gerade erscheint.
Auf dem Erdellipsoid und anderen Flächen wird die Orthodrome Geodätische Linie genannt. Sie ist eine Kurve höherer Ordnung (Abweichung vom Großkreis einer Kugel einige Promille) und entspricht dem Verlauf eines straff gespannten, reibungsfreien Fadens.
Auf Seekarten ist am rechten und linken Rand die geografische Breite aufgetragen, d.h. der jeweilige Ausschnitt des betreffenden Längen-Großkreises. Hier greift der Nautiker mit dem Stechzirkel eine Distanz ab und überträgt sie in die Seekarte oder anders herum.