Een digitale handtekening of een digitaal handtekeningschema is een soort asymmetrische cryptografie. Voor berichten die via een onveilig kanaal worden verzonden, is een goede implementatie van het digitale handtekeningalgoritme degene die de ontvanger doet geloven dat het bericht is verzonden door de geclaimde afzender, en die het bericht vertrouwt.
Digitale handtekeningen zijn in veel opzichten gelijkwaardig aan traditionele handgeschreven handtekeningen; goed geïmplementeerde digitale handtekeningen zijn moeilijker te kopiëren dan het handgeschreven type. Digitale handtekeningen worden geïmplementeerd met behulp van cryptografie. Digitale handtekeningen kunnen ook een bevestiging geven, wat betekent dat de ondertekenaar niet met succes kan claimen dat hij een bericht niet heeft ondertekend, terwijl ook het claimen van zijn privé-sleutel geheim blijft. Digitale handtekeningen worden regelmatig gebruikt in de Verenigde Staten, Europese landen en India, zowel bij de overheid als in privékantoren. In India wordt het DSC-certificaat (Digital Signing Certificate) veel gebruikt voor het e-fileren van bedrijfsgerelateerde documenten en het indienen van de aangifte voor de inkomstenbelasting, enz.
Digitale handtekeningen worden vaak gebruikt om elektronische handtekeningen te implementeren, een bredere term die verwijst naar alle elektronische gegevens die een betekenis van een handtekening hebben, maar niet alle elektronische handtekeningen maken gebruik van digitale handtekeningen. In sommige landen, waaronder de Verenigde Staten, en in de Europese Unie kunnen elektronische handtekeningen een juridische betekenis hebben. In India hebben elektronische handtekeningen geen juridische betekenis, maar digitale handtekeningen hebben wel rechtsgeldigheid en worden beschouwd als rechtsgeldige handtekeningen in de zin van de wet op de informatietechnologie (2000).