Физически неклонируемая функция (англ. Physical Unclonable Function, PUF) — это функция, воплощённая в физической структуре, которую просто оценить, но трудно охарактеризовать, смоделировать или воспроизвести. Физическая структура, содержащая PUF, состоит из множества случайных компонентов. Эти случайные компоненты вводятся в ходе производственного процесса и неконтролируемы. PUF — это физическая система, которая при воздействии на неё (запросе) порождает уникальный, но непредсказуемый ответ. Специфический вызов и соответствующий ему ответ вместе образуют пару запрос-подтверждение (англ. Challenge-Response Pair, CRP). PUF во многом схож с хеш-функцией, физическая система, состоящая из многих случайных компонентов эквивалентна ключу. PUF также является необратимой функцией.

PUF обладают свойством неклонируемости благодаря тому, что каждый PUF имеет уникальный и непредсказуемый способ отображения вызовов. Два PUFа, которые созданы в результате одних и тех же производственных процессов, всё же будут обладать разным поведением.

PUF обладает двумя важными свойствами:

1. Практически невозможно создать физическую копию PUF.
2. Невозможно создать точную математическую модель PUF, то есть вычислить отклик, если даны точные параметры запроса и другие пары запросов-откликов. Из-за сложности физического взаимодействия эта задача представляет большие вычислительные трудности.
   

Эти качества вместе и называются неклонируемостью.

В PUF могут использоваться различные источники физической случайности. Различают PUF, в которых произвольность вносится внешними факторами и те, в которых она является свойством, внутренне присущим физической системе.