독극물주사(毒劇物注射, 영어: lethal injection)는 사형수의 몸에 독극물을 주사하여 사형수를 사형시키는 방법이다. 현재 전세계에서 과테말라, 미국, 중화민국, 중화인민공화국, 타이 등지에서 이 방법을 사용하고 있다.