비터비 알고리즘은 은닉 마르코프 모형 등에서 관측된 사건들의 순서를 야기한 가장 가능성 높은 은닉 상태들의 순서(비터비 경로, 영어: Viterbi path)를 찾기 위한 동적 계획법 알고리즘을 말한다.

일반적으로 CDMA, GSM 모두를 포함한 셀룰러 이동통신, 다이얼업 모뎀, 위성 통신, 심우주 통신, 802.11 무선랜에서 사용하는 길쌈 부호를 해독하는 데 사용하였으나 지금은 음성 인식, 음성 합성, 화자 구분, 키워드 검출, 전산언어학, 생물정보학 분야에서도 널리 활용되고 있다. 예를 들어 음성 인식(Speech to Text)에서는 음향 신호를 관측된 사건들의 순서라고 하면, 문자열은 이러한 음향 신호를 야기한 "숨겨진 원인(hidden cause)"으로 간주된다. 이때 비터비 알고리즘은 주어진 음향 신호에 대한 가장 가능성 높은 문자열을 찾아내는 데 사용된다.

비터비 알고리즘은 1967년 잡음 있는 통신 링크 상에서 길쌈 부호의 해독 알고리즘으로 이를 제안한 앤드류 비터비의 이름에서 유래하였다.[1] 그러나 비터비 자신은 물론 니들만-분쉬, 바그너-피셔 등 최소 7번 이상의 독립적인 발견에 의한 복수 발명의 대상으로 본다.

"비터비 경로"와 "비터비 알고리즘"은 확률과 관련된 극대화 문제의 동적 계획법 알고리즘의 표준 용어가 되었다. 예를 들어 통계적 파싱 분야에서 문맥으로부터 자유로운, 가장 가능성 높은 단일 유도체 문자열을 찾아내는 데 사용되는 동적 계획법 알고리즘은 "비터비 파스(Viterbi Parse)"라고 부른다.

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