在密碼學中，金鑰（key，又常稱金鑰）是指某個用來完成加密、解密、完整性驗證等密碼學應用的秘密資訊。在對稱密碼學中，加密和解密用的是同乙個鑰匙，因此鑰匙需要保密。而在非對稱密碼學中，加密和解密用的鑰匙不同：通常乙個是公開的，稱為公鑰；另乙個保密，稱為私鑰。
這類演算法在加密和解密時使用相同的金鑰，或是使用兩個可以簡單地相互推算的金鑰。事實上，這組金鑰成為在兩個或多個成員間的共同秘密，以便維持專屬的通訊聯絡。與公開金鑰加密相比，要求雙方獲取相同的金鑰是對稱金鑰加密的主要缺點之一。
它需要兩個金鑰，乙個是公開金鑰，另乙個是私有金鑰；公鑰用作加密，私鑰則用作解密。使用公鑰把明文加密後所得的密文，只能用相對應的私鑰才能解密並得到原本的明文，最初用來加密的公鑰不能用作解密。由於加密和解密需要兩個不同的金鑰，故被稱為非對稱加密；不同於加密和解密都使用同乙個金鑰的對稱加密。公鑰可以公開，可任意向外發布；私鑰不可以公開，必須由使用者自行嚴格秘密保管，絕不透過任何途徑向任何人提供，也不會透露給被信任的要通訊的另一方。
基於公開金鑰加密的特性，它還能提供數字簽名的功能，使電子檔案可以得到如同在紙本檔案上親筆簽署的效果。
在數學上，d(c(x))=x，讓我們使用典型的愛麗絲與鮑伯假設來解釋：
愛麗絲與鮑伯事先互不認識，也沒有可靠安全的溝通渠道，但愛麗絲現在卻要透過不安全的網際網路向鮑伯傳送資訊
愛麗絲撰寫好原文，原文在未加密的狀態下稱之為明文 x
鮑伯使用密碼學安全偽隨機數生成器產生一對金鑰，其中乙個作為公鑰為 c，另乙個作為私鑰d
鮑伯可以用任何方法傳送公鑰c 給愛麗絲，即使伊夫在中間竊聽到 c也沒問題
愛麗絲用公鑰 c 把明文x進行加密，得到密文c(x)
愛麗絲可以用任何方法傳輸密文 c(x)給鮑伯，即使伊夫在中間竊聽到密文 c(x)也沒問題
鮑伯收到密文，用私鑰 d對密文進行解密 ，得到愛麗絲撰寫的明文 d(c(x))
由於伊夫沒有得到鮑伯的私鑰d ，所以無法得知明文x
如果愛麗絲丟失了她自己撰寫的原文 x，在沒有得到鮑伯的私鑰 d的情況下，她的處境將等同伊夫，即無法透過鮑伯的公鑰 c和密文c(x) 重新得到原文。
公鑰 私鑰 公鑰私鑰
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