Kwantowa dystrybucja klucza (ang. Quantum Key Distribution, QKD) – zespół procedur służących do przekazywania tajnych wiadomości z bezpieczeństwem zagwarantowanym przez podstawowe zasady mechaniki kwantowej.
Kwantowa dystrybucja klucza umożliwia bezpieczną komunikację przy użyciu mechaniki kwantowej. Dwie strony mogą stworzyć losowy tajny klucz współdzielony, który może być później wykorzystany do szyfrowania i deszyfrowania wiadomości. Kwantowa dystrybucja klucza często nazywana jest błędnie kryptografią kwantową, tymczasem jest tylko najbardziej znanym zagadnieniem z tej dziedziny.
Ważną i wyjątkową cechą kwantowej dystrybucji jest możliwość wykrycia prób podsłuchu ze strony osób trzecich i uzyskania informacji na temat klucza. Wynika to z fundamentalnych właściwości mechaniki kwantowej: proces pomiaru układu kwantowego zaburza ten układ. Trzecia strona, próbująca dokonać podsłuchu, musi zmierzyć stan tego układu, wprowadzając w ten sposób zakłócenia, które mogą być zmierzone. Protokoły wymiany klucza, wykrywające próby podsłuchu na kanale, opierają się na zjawiskach superpozycji kwantowej lub splątania kwantowego i wymagają przekazywania informacji na stanach kwantowych.