公開鍵暗号方式とは、暗号化と復号にそれぞれ異なるペアとなる2つの鍵（公開鍵と秘密鍵）を使用する暗号方式です。誰にでも公開してよい「公開鍵」でデータを暗号化し、受け取った本人のみが厳重に管理している「秘密鍵」でしか復号できない仕組みになっています。共通鍵暗号方式の弱点であった「どうやって安全に鍵を渡すか」という問題を解決しました。デメリットとしては、鍵の作成や暗号化・復号の計算が複雑なため、共通鍵暗号方式に比べて処理速度が遅いことが挙げられます。代表的なアルゴリズムにRSAがあります。
受信者が、誰でもロック（暗号化）できるが開ける鍵が無い「南京錠（公開鍵）」をインターネット上に配ります。送信者はその南京錠でデータをロックして送ります。届いたデータを、受信者は自分だけが持つ「本物の鍵（秘密鍵）」で開けて中身を読みます。
[平文データ] --(受信者の「公開鍵」で暗号化)--> [暗号データ] --(受信者の「秘密鍵」で復号)--> [平文データ]
(公開鍵は誰に盗まれても、秘密鍵がないと復号できないため安全)