עמק דותן (בערבית: סַהֶל עַרַאבֵּה, "מישור עראבה") הוא עמק בצפון‑מערב השומרון. עמק הוא שטח נמוך בין הרים, וזהו העמק הגדול באזור הרי השומרון. אורכו כ‑10 קילומטרים ורוחבו כ‑3 קילומטרים. העמק מוקף ברובו בהרים והוא ניצב לגובה יחסי. מיכלול המקום מאפשר תצפית על הגליל התחתון, עמק יזרעאל וחבל תענך.
צפונית‑מזרחית לעמק נמצאת העיר ג'נין. העמק משמש בעיקר לחקלאות, ובמיוחד לגידולי טבק. הוא מיושב על ידי כפרים ערביים פלסטיניים חשובים כגון עראבה ויעבד. על הרכס בדרום‑מערב נמצאים יישובים יהודיים כמו מבוא דותן, מעוז צבי, חרמש ואל נוה. במרכז העמק נמצאות חורבות היישוב העתיק תל דותן. בעמק עובר כביש ג'נין, שכם.
העמק מוזכר בספר בראשית בסיפור שבו יוסף נשלח לבור על ידי אחיו. דותן גם מופיעה בספר מלכים בעת חיפוש אלישע בן שפט.
העיתונאי חביב כנען ציטט עדות של פאיז ביי אל‑אידריסי, קצין במשטרת המנדט הבריטי, שלפיה המופתי אמין אל‑חוסייני תכנן בעמק דותן מחנה השמדה בתקופת מלחמת העולם השנייה. לפי הדיווח, התוכנית נועדה לקליטת יהודים מארץ ישראל ומארצות מוסלמיות, אך היא נגנזה לאחר תבוסת רומל באל‑עלמיין ב‑1942.
במהלך מלחמת ששת הימים לחמה חטיבה 45 באזור העמק נגד כוחות ירדניים ודחפה אותם מעבר לגשר אדם. החטיבה כבשה גם את ג'נין. לאחר המלחמה כתבה דליה רביקוביץ שיר בשם "עמק דותן".
במהלך השנים הוקמו באזור יישובים יהודיים שונים. בשנת 1977 עלה לקרקע גרעין בשם דותן, והוא עבר מאוחר יותר לאזור מבוא דותן של היום. בסמוך הוקם ב‑1987 היישוב שא‑נור, שפונה בהמשך במסגרת תוכנית ההתנתקות. בשנת 2025 הוחלט להסדיר את מעוז צבי ואל נוה, היושבים מעל העמק.
עמק דותן הוא עמק גדול בצפון‑מערב השומרון. עמק זה ארוך כ‑10 קילומטרים ורוחבו כ‑3 קילומטרים. העמק מוקף בהרים. מההרגלים שם רואים את הגליל התחתון ואת עמק יזרעאל.
העמק משמש לגידול חקלאות. יש שם שדות טבק. חיים בו כפרים ערביים כמו עראבה וקבטיה. על הרכס בדרום‑מערב יש יישובים יהודיים. במרכז העמק יש חורבות בשם תל דותן. דרך ג'נין‑שכם עוברת דרך העמק.
במקרא כתוב שיוסף נשלח לבור בעמק דותן. עוד כתוב סיפור על הנביא אלישע ששהה שם.
עיתונאי תיאר תכנית בזמן מלחמת העולם השנייה, שאמרו שרצו להקים בעמק מחנה חיסול. לפי הדיווחים התוכנית נעצרה לאחר תבוסת רומל.
בשנת 1967 נערכו קרבות בעמק והחטיבה שהתחילה שם כבשה את ג'נין. לאחר מכן קמו באזור כמה יישובים. ב‑1987 הוקם היישוב שא‑נור, והוא פונה אחר כך. ב‑2025 הוחלט להסדיר שני יישובים מעל העמק.
תגובות גולשים