מילת מפתח היא מילה (או צירוף מילים) שטבע מחבר של מסמך במטרה להעיד על נושאו העיקרי וכדי לסייע באיתורו של המסמך. יש מספר שיטות לציין מילות מפתח של מסמכים ויצירות, והן נבדלות זו מזו על פי המדיה שבשימוש, ועל פי אופי התוכן:
הצירוף "מילת מפתח" משמש בהשאלה לציון רעיון או עיקרון מתומצתים: "מילת המפתח להצלחה היא התמדה".
מילת מפתח היא עזר זיכרון שפורסם לראשונה ב-1975 על ידי ריצ'רד אטקינסון, ושימש נקודת מפנה בהיסטוריה של עזרי הזיכרון. אטקינסון סיכם אסופת מחקרים שנערכו בסטנפורד על השיטה של מילות מפתח. לדוגמה, המילה carlin, שמשמעותה "אישה זקנה". על פי השיטה, יש לקחת חלק מהמילה שמוכר לנו באנגלית, כמו car, ולהשתמש בו כמילת מפתח על ידי שימוש באסוציאציה בהקשר של פירוש המילה, לדוגמה: "אישה זקנה נוהגת במכונית". אטקינסון הראה ששיטה זו מסייעת לתלמידי קולג' ללמוד ולזכור שפות זרות. ואכן חוקרים רבים וידועי שם הסיקו שהפיכת מילה חדשה למילה מוכרת יותר או לביטוי היא טריק זיכרון רב השפעה.
מנועי החיפוש מאפשרים להזין לתוכם מילות חיפוש ומציגים תוצאות חיפוש שבהן מופיעות מילות המפתח הללו. העיקרון המנחה את מפתחי מנועי החיפוש הוא שהצגת תוצאות המכילות את מילות החיפוש תיצור הלימה ורלוונטיות בין החיפוש לתוצאותיו.
אופן פעולתם של מנועי החיפוש הביא להתפתחותם של ענפים נוספים כמו קידום אתרים שמטרתו לקדם הצגה של אתרים בתוצאות חיפוש באמצעות הטמעתן של מילות מפתח מסוימות בתוך האתר, ויצירת קישורים מבחוץ אל דפים אלו כשמילות העוגן שלהם (אנקורים) הן מילות המפתח.
הצורך בשילובן של מילות מפתח בתוך אתרי אינטרנט לצורך קידומם, יצר התמחויות בעולם התוכן המקוון. כותבי תוכן החלו להציע שירותי כתיבה וקופירייטינג לאתרי אינטרנט, העושה שימוש מושכל במילות מפתח. כך גם אנשי יחסי ציבור ומשווקים ברשתות חברתיות שמסתייעים במילות מפתח כדי ליצור ממשקים בין אתרים, בלוגים וכלים של רשתות חברתיות שמטרתם האחת היא ניהול נוכחות באינטרנט.
ככל שזוהה הצורך לשימוש נכון במילות מפתח באינטרנט פותחו כלים משלימים שנועדו לסייע למקדמי אתרים ולכותבי תכנים המתמחים באינטרנט לזהות את אותן מילות מפתח שנהנות מחיפושים מרובים יותר (ביחס למילות מפתח אחרות). הכלי המוכר ביותר הוא כלי מילות המפתח של גוגל, המסייע בבניית קמפיינים של קישורים ממומנים בגוגל ומשמש גם את כותבי התכנים לאתרים ואת מקדמי האתרים.