変分オートエンコーダ（variational autoencoder）とは、生成モデルの一種である自己符号化器（autoencoder）の拡張版です。変分オートエンコーダは、生成モデルの中でも特に潜在変数を確率的に生成することができるモデルです。
変分オートエンコーダは、入力データをエンコード（圧縮）するエンコーダと、エンコードされたデータをデコード（復元）するデコーダからなる構造を持ちます。変分オートエンコーダでは、エンコーダは、入力データから潜在変数を抽出することができ、デコーダは、潜在変数を元に入力データを生成することができます。
変分オートエンコーダは、生成モデルの中でも高い汎化能力を持ちます。変分オートエンコーダは、画像生成や文章生成、欠損データの再構成など、様々なタスクで用いられます。