矢量量化（Vector Quantization, VQ）是一種有效的有損壓縮技術，其理論基礎是香農的速率失真理論。這種技術主要用於數據壓縮，特別是在圖像和視頻處理中。它的基本原理是將多個標量數據組合成一個矢量，然後在矢量空間中進行整體量化，以此來壓縮數據同時儘量減少信息的損失。矢量量化的優點包括能夠獲得較高的壓縮比和簡單的解碼結構，同時能夠很好地保留信號的細節。它的套用非常廣泛，包括圖像壓縮、衛星遙感照片的壓縮與實時傳輸、數位電視與DVD的視頻壓縮、醫學圖像的壓縮與存儲以及圖像識別等。
矢量量化的基本過程包括碼書設計、碼字搜尋和碼字索引分配。碼書是所有可能的矢量集合，碼字搜尋是在碼書中找到與輸入矢量最匹配的碼字，而碼字索引分配則是將找到的碼字索引用於替代輸入矢量進行傳輸或存儲。解碼時，只需要簡單地查表操作即可得到原始矢量的近似值。
矢量量化與標量量化相比，具有明顯的優勢。對於一定的量化速率R，矢量量化總是優於標量量化，且隨著矢量維數的增加，這種優越性更加明顯。這使得矢量量化成為了一種在特定信息源和矢量維數下，能夠達到最低畸變的量化方法。