Pengolahan bahasa alami (disingkat PBA; bahasa Inggris: natural language processing, disingkat NLP) adalah cabang ilmu komputer, linguistik, dan kecerdasan buatan yang mengkaji interaksi antara komputer dan bahasa (alami) manusia, khususnya cara memprogram komputer untuk mengolah data bahasa alami dalam jumlah besar. Hasilnya adalah komputer mampu "memahami" isi dokumen, termasuk nuansa bahasa di dalamnya. Dengan ini, komputer dapat dengan akurat mengambil informasi dan wawasan dari dokumen sekaligus mengelompokkan dan menata dokumen-dokumen itu sendiri.
Kajian NLP antara lain mencakup segmentasi wicara, segmentasi teks, penandaan kelas kata, dan pengawataksaan makna. Meski kajiannya dapat mencakup teks dan wicara, pengolahan wicara telah berkembang menjadi suatu bidang kajian terpisah.