의정서(議定書, protocol)는 국제법상 조약의 한 명칭으로, 원래 외교 교섭이나 국제 회의의 의사 또는 사실의 보고로서 관계국이 서명한 문서를 가리킨다. 기본 조약에 대하여 부속적이거나 보충적인 성격을 가지는 경우가 많으며, 국가 간의 권리·의무를 직접 규정하기보다는 기존 조약이나 협약의 내용을 구체적으로 이행하기 위한 세부 조항을 담는 역할을 한다.
법률과 시행령의 관계와 유사하게, 의정서는 이미 존재하는 협약 내에 포함되거나 협약에 의해 지켜져야 할 세부적인 사항들을 첨가한다. 각국이 의정서에 서명·비준하고 발효시키는 과정을 거치면서 협약의 구속력을 강화해 나간다. 다만 의정서는 조약의 본문과 별도로 조약에 준하는 효력을 가지는 독립적인 국제 합의를 의미하기도 한다.
의정서는 기본 조약의 해석, 분쟁 해결 방법, 추가적인 규정 등 부수적인 문제를 다루기 위하여 마련되는 경우가 많다. 대표적인 국제 의정서로는 오존층 보호를 위한 몬트리올 의정서(Montreal Protocol), 기후 변화 대응을 위한 교토 의정서(Kyoto Protocol), 생물다양성 협약의 이행을 위한 카르타헤나 의정서(Cartagena Protocol) 등이 있다.
한편, 의정서는 국제법상 조약, 협약, 협정, 규약 등 다양한 용어 중 하나에 해당하며, 용어 자체가 법적 효력의 차이를 결정하지는 않는다. 역사적으로는 1904년 러일전쟁 이후 체결된 한일의정서와 같이 특정 역사적 사건과 관련된 사례도 존재한다.