Paketvermittlung ist ein Verfahren der Datenübertragung in Rechnernetzen, bei dem längere Nachrichten in einzelne Datenpakete zerlegt, unabhängig voneinander durch das Netz geleitet und am Zielort wieder zur ursprünglichen Nachricht zusammengesetzt werden.
Statt für eine Verbindung dauerhaft eine eigene Leitung zu reservieren, zerteilt die Paketvermittlung Daten in kleine, einzeln adressierte Pakete. Jedes Paket trägt Informationen über Ziel und Herkunft und wird von Netzknoten zu Netzknoten weitergereicht, bis es ankommt. Verschiedene Pakete derselben Nachricht können dabei sogar unterschiedliche Wege durch das Netz nehmen.
Ein sendendes Gerät zerlegt die zu übertragenden Daten in Pakete und versieht jedes davon mit einer Kopfzeile, die unter anderem Zieladresse und eine Reihenfolgenummer enthält. Netzknoten speichern eingehende Pakete kurz zwischen und leiten sie anhand von Vermittlungstabellen in Richtung Ziel weiter, ein Verfahren, das als Store-and-Forward bezeichnet wird. Am Zielgerät angekommen, werden die Pakete anhand ihrer Reihenfolgenummern wieder in die richtige Ordnung gebracht und zur ursprünglichen Nachricht zusammengesetzt. Weil sich mehrere Verbindungen eine gemeinsame Leitung teilen können, nutzt dieses Verfahren die vorhandene Übertragungskapazität deutlich effizienter als eine feste, exklusiv reservierte Leitung.
Beim Abruf einer Webseite werden deren Inhalte in viele einzelne Pakete zerlegt, die über das Internet Protocol adressiert und über möglicherweise unterschiedliche Routen zum eigenen Rechner übertragen werden. Erst dort setzt die Software die eingetroffenen Pakete wieder zur vollständigen Seite zusammen.
Paketvermittlung ist das grundlegende Übertragungsprinzip des Internets und nahezu aller modernen Datennetze: Sie ermöglicht es, dass viele Nutzerinnen und Nutzer gleichzeitig dieselbe physische Netzinfrastruktur für unterschiedliche Verbindungen und Dienste nutzen.
Weil Pakete unterschiedliche Wege nehmen und zwischen Netzknoten zwischengespeichert werden können, lässt sich bei der Paketvermittlung – anders als bei einer fest durchgeschalteten Leitung – keine konstante Übertragungsgeschwindigkeit garantieren; es können schwankende Verzögerungen auftreten. Häufig wird außerdem unterschätzt, dass die effizientere Ressourcennutzung der Paketvermittlung mit zusätzlichem technischem Aufwand für Adressierung, Zwischenspeicherung und erneutes Zusammensetzen der Pakete erkauft wird.
Nicht zu verwechseln mit Internet Protocol: Dieses legt das konkrete Adressierungs- und Übertragungsformat für Datenpakete im Internet fest, während Paketvermittlung das allgemeinere, protokollunabhängige Übertragungsprinzip bezeichnet. Ebenfalls abzugrenzen ist Latenz: Latenz misst die Verzögerung einer Übertragung, Paketvermittlung ist das Verfahren, das diese Verzögerung mitverursachen kann.