時間外労働とは、法定労働時間を超えて従業員が働くことをいい、1日の所定時間を超える残業、早出、休日出勤が該当します。労働基準法では、１日８時間、1週40時間を法定労働時間と定めており、これを超えた勤務が「時間外労働」です。変形労働時間制やフレックスタイム制でも、当該期間内で所定労働時間を超えると時間外労働になります。
企業が法定労働時間を超えて勤務をさせる場合には、事前に従業員の代表と36（サブロク）協定を結んで労働基準監督署に届ける必要があります（ただし原則１ヶ月45時間、1年360時間を超えないこと）。また、臨時的に時間外労働が発生する特別の事情がある場合は、「特別条項付き36協定」を結ぶことで労働時間の限度を延長することもでき、企業は36協定および特別条項付き36協定の範囲内で時間外労働を命じることができます。ただし、届出がなく時間外労働を命じることや、協定の範囲を超えた労働をさせると刑事罰の対象となります。
1999年3月31日までは女性従業員に対して時間外労働が制限されていましたが、現在ではその制限が廃止され、男性と同様、妊産婦以外は女性でも深夜労働を含む時間外労働に従事させることができます。
時間外労働を従業員にさせる場合には、割増賃金の支払いが必要となります（労働基準法第37条）。
時間外労働は割増率が25%以上となり、計算式は以下の様になります。
時間計算 ＝ 時間給×残業時間×割増%
月給制計算 ＝ （月給÷所定労働時間）×（残業時間×割増%）
時間外労働かつ深夜労働や法定休日労働の場合は、それぞれの割増の合計で計算します。労働基準法で定められた法定休日（週1日又は4週を通じて4日、日曜は問わない）に労働を命じる場合には、通常賃金に35%以上を割増して支払います。また、深夜労働になった場合は、午後10時から翌日午前5時までの間を深夜労働とみなし、通常賃金に25%以上を割増して支払います。時間外労働が深夜労働になった場合は、合計50％以上（時間外労働分の25%＋深夜労働分の25％）の割増になります。
管理監督者の時間外労働については、通常賃金と割増賃金の両方が所定の賃金に含まれているため、企業は残業代を支払う義務はないとされています。ただし、深夜労働については、管理監督者に対しても支払う必要があります。なお、その際の残業代は、通常賃金の25％の割増で足りるものと考えられています。
また、2010年の労働基準法の改正により、月60時間を超える時間外労働に対して50%以上の割増賃金を支払うことが義務化されました。中小企業においては当面猶予されていましたが、2023年3月31日でその猶予期間が終了します。