Vocaloid est un logiciel de synthèse vocale  qui permet à l'utilisateur de synthétiser du chant en entrant des paroles  et une mélodie . Il utilise la technologie de voix de synthèse spécialement enregistrées avec des voix d'acteurs ou de chanteurs. Pour créer une chanson, l'utilisateur doit saisir la mélodie et les paroles. Une interface de type piano roll est utilisée pour l'entrée de la mélodie et les paroles peuvent être inscrites sur chaque note. Le logiciel peut changer la prononciation, ajouter des effets comme le vibrato, ou changer la dynamique et le ton de la voix. 

Vocaloid permet d'utiliser plusieurs « chanteurs virtuels », chacun étant vendu comme « un chanteur dans une boîte » conçu pour agir comme un chanteur réel. Le logiciel a été initialement uniquement disponible en anglais et en japonais, mais avec Vocaloid 3 arrivent des langues supplémentaires comme l'espagnol, le chinois ou le coréen.

Chaque « chanteur virtuel » de Vocaloid est conçu comme un véritable personnage à qui ses créateurs attribuent un sexe, une taille ou un caractère. Le plus célèbre est Hatsune Miku.