Segregated Witness, meestal afgekort tot SegWit, verandert de manier waarop een Bitcoin-transactie is opgebouwd. In plaats van de digitale handtekening (de "witness"-data) samen met de gegevens van verzender en ontvanger op te slaan, haalt SegWit deze eruit en plaatst deze in een apart onderdeel achteraan de transactie. Deze herstructurering, vastgelegd in Bitcoin Improvement Proposal 141, loste een hardnekkig probleem op genaamd transaction malleability, waarbij een derde partij de ID van een transactie kon aanpassen vóór bevestiging zonder de inhoud van de transactie te veranderen.
SegWit werd uitgerold als een soft fork, waardoor geüpgradede en niet-geüpgradede nodes dezelfde chain konden blijven valideren. Miners gaven het grootste deel van 2017 hun steun te kennen, en de wijziging werd formeel geactiveerd op 24 augustus 2017 bij blokhoogte 481.824, zodra de vereiste signaaldrempel van 95% was bereikt.
Omdat witness-data korting krijgt bij het berekenen van de omvang van een transactie, nemen SegWit-transacties proportioneel minder ruimte in ten opzichte van de block weight-limiet dan legacy-transacties, waardoor er meer transacties per blok passen en de gemiddelde fees dalen. Minstens zo belangrijk is dat het dichten van het malleability-lek het veilig maakte om onbevestigde transacties aan elkaar te koppelen, wat de technische basis vormt die het Lightning Network nodig had om directe off-chain betalingen mogelijk te maken.
De adoptie verliep aanvankelijk traag: een jaar na de lancering gebruikte minder dan een vijfde van de transacties SegWit, maar het gebruik is sindsdien gestabiliseerd op ongeveer 85 tot 90 procent van alle Bitcoin-transacties. Verschillende van Bitcoin afgeleide chains, waaronder Litecoin, DigiByte en Vertcoin, implementeerden later hetzelfde formaat in hun eigen protocollen.