VOCALOID（日语：ボーカロイド）是日本乐器制造商雅马哈公司开发的电子音乐制作语音合成软件。在软件中输入音调和歌词，就可以合成出原为人类声音的歌声。
VOCALOID于2003年2月推出首个版本。2007年1月推出新版本VOCALOID 2。2008年4月4日，发表并开发线上版“NetVOCALOID”，9月30日于“CEATEC JAPAN 2008”正式展示，该版本可于网页浏览器直接使用，由服务器计算合成声音，使得客户端电脑的工作负荷大大减低。于2009年4月9日正式公开，服务提供于部分手提电话。VOCALOID 3于2011年10月21日正式发售。时隔3年后VOCALOID 4于2014年11月20日正式公布，于2014年12月31日发售。2018年7月12日，VOCALOID5正式公布。
Yamaha于2000年3月开始研发VOCALOID并宣布将于2003年3月5日至9日在德国的法兰克福国际乐器展览会公示其存在。2005年6月，Yamaha对VOCALOID更新至V1.1；此后进一步对其改进，版本更新至V1.1.2。使用第一代VOCALOID的虚拟歌姬共有5个。最初的系统只有装满处理算法的处理引擎，并无音色。
VOCALOID 2于2007年发布。与第一代引擎不同，VOCALOID 2基于其对声音样本的探测结果而非人声的分析。合成引擎和用户界面被彻底改造，日本的VOCALOIDs拥有自己独有的日本界面。VOCALOID 2系统的主要部分是乐谱编辑器（VOCALOID 2编辑器），歌手库和合成引擎。合成引擎从乐谱编辑器接收乐谱信息、从歌手库中选择适当的音色，并将它们融合在一起以输出合成音。Yamaha提供的乐谱编辑器和合成引擎在不同的VOCALOID 2产品中基本没有区别。
VOCALOID 3于2011年10月21日推出，一些工作室可以将VOCALOID 2的声乐库搬至VOCALOID 3。
2014年10月，首个使用VOCALOID 4的产品被确定为英语音源Ruby。此前发布被延迟，而这恰好让其可以用到全新的发声引擎VOCALOID 4。不久以后，克林普顿未来媒体对即将面世的“新Luka声乐”作出了报道。2015年，数个V4版的人声发布，此后不久VOCALOID 4发布。
在《初音未来 -歌姬计划-》游戏中，“初音未来”是开头动画的主角。
克里普敦未来媒体的初音未来Vocaloid 2软件发布后，VOCALOID开始在日本流行起来，她的成功导致了Vocaloid软件的普及，是VOCALOID成名的关键因素，她的代表作是甩葱歌。日本视频分享网站Niconico在软件的认可和普及中发挥了重要作用。克里普敦未来媒体称，他们知道在初音未来发布前，Niconico的用户便已开始以视频的形式发布用VOCALOID制作的歌曲，这些视频充分展现出了该引擎制作多媒体文件时可以展现出的各种可能，尤其是同人文化。随着其认可度和知名度的不断上升，Niconico成为了合作内容创建的地方，用户在这里将编写的原创流行歌曲与2D动画和3D动画以及其他用户的混音混合起来，许多创作者也可以在此展示一些未完成的作品并征求意见。该软件也被用于以歌曲和诗歌的形式讲故事，例如现已有1部漫画、6本书和2本剧本的作品恶之系列。NICONICO动画在推广Vocaloids方面发挥的重要作用也激起了人们对软件的兴趣，三浦建太郎也因为对网站的热爱而为他提供了免费服务。VOCALOID影响巨大，在线音乐分享平台SoundCloud和视频网站Youtube上相关音乐和视频的数量已达到了240万。
2009年9月，3个与初音未来密切相关的雕像被载上了美国内华达州黑岩石沙漠的火箭，但它没能抵达外层空间。2010年5月21日06:58:22（日本标准时间），日本首个金星探测器破晓号（日语：あかつき）在H-IIA运载火箭的帮助下从日本的种子岛宇宙中心发射，探测器内载有3个描绘初音未来的金属板。在2011年东日本大地震期间，人们生产了许多与Vocaloid有关的献血驱动器。
VOCALOID对大中华地区也产生了影响。在中国大陆，使用该软件的虚拟歌姬依旧是初音ミク最为出名，由黒うさP2011年9月17日投稿的单曲千本樱曾经席卷了整个ACG界，这首歌曲几乎都会在各大漫展上出现过，尤其是2011年9月后半旬至后三年这段歌曲红遍全球的黄金时间，几乎人人都在谈论此曲。2012年10月2及6日，初音ミク分别在香港和台湾举行“初音未来香港&台湾首次演唱会MIKUPA♪”。在那之后，初音未来2015上海演唱会（HATSUNE MIKU EXPO 2015 in SHANGHAI）于上海风云电竞馆召开，2017年，“MIKU WITH YOU · 未来有你·初音未来2017演唱会在北京和上海举行，这是初音未来在日本以外地区举办的第二场独立主题演唱会。2017年8月31日，初音未来 V4 CHINESE正式发售。