メモリ保護（めもりほご）とは、コンピュータのメモリアクセス制御の方式であり、多くのオペレーティングシステム (OS) の一部となっている。主な目的は、プロセスが自身に割り当てられていないメモリにアクセスすることを防ぐことである。例えばプログラムにバグがあって暴走しても、他のプロセスやオペレーティングシステムのメモリの領域を破壊することが無いように保護することである。通常、ハードウェア（メモリ管理ユニット）とOSが協調して、多重仮想記憶などを用いて保護する。コンピュータセキュリティのためのメモリ保護としては、アドレス空間配置のランダム化や実行保護といった追加技法が含まれる。
実現方法.
メモリ保護を実現する方法はいくつかある。特定の実装における保護レベルは、最小権限の原則をどれだけ守っているかで判断できる。
セグメント方式.
セグメント方式は、コンピュータのメモリをセグメントと呼ばれる領域に分割するものである。
ページング方式.
ページング方式は、メモリ保護を実現する方法としてよく使われる。ページング方式では、メモリはページと呼ばれる同じ大きさの小さな断片に分割される。仮想記憶機構を使い、ページは任意の物理メモリに対応付けられるか、保護状態であることがフラグで示される。ページング方式では連続した仮想記憶空間をページ単位にばらばらな物理メモリ空間に対応付けることで仮想記憶を実現する。
各プロセスはページテーブルを持っていて、アクセス可能な仮想アドレスに物理メモリをマップする。ページテーブルはプロセスからは見えない。ページテーブルを使うことによって、新たなメモリをプロセスに割り当てる必要が生じたときには、適当な物理メモリをどこからでも持ってきて新しいページとして割り当てることができる。
そのような設計により、アプリケーションは明示的に割り当てられていないページにアクセスできず、物理ページがマッピングされていないアドレスにアクセスしようとするとページフォールトが発生する。割り当てられていない物理ページや他のアプリケーションに割り当てられた物理ページは、そのアプリケーションから見ればアドレスが指定できず、参照もできない。