eSIM (ang. embedded subscriber identity module) - odmiana karty SIM wbudowana bezpośrednio w urządzenie w postaci oprogramowania instalowanego na układzie eUICC. W odróżnieniu od fizycznych kart SIM użytkownik może łączyć się z operatorami sieci komórkowych i zmieniać ich z poziomu ustawień urządzenia, bez konieczności fizycznego wkładania lub wymiany karty SIM. Jeden plan taryfowy eSIM może łączyć się z kilkoma operatorami sieci komórkowych. Urządzenia mogą przechowywać jednocześnie ponad 20 profili eSIM, z których aktywne mogą być jeden lub dwa.
W celu obniżenia kosztów wiele planów eSIM obejmuje wyłącznie transmisję danych i nie zawiera numeru telefonu. Większość telefonów i tabletów wydanych w 2018 roku lub później obsługuje technologię eSIM. Jeżeli telefon został zakupiony bezpośrednio u operatora z założoną blokadą simlock, urządzenie może dodawać wyłącznie profile eSIM operatora, który założył blokadę – nawet po jej zdjęciu.
Układ eUICC, na którym instalowany jest eSIM, jest montowany fabrycznie w technologii montażu powierzchniowego i wykorzystuje ten sam interfejs elektryczny co fizyczna karta SIM, zdefiniowany w normie ISO/IEC 7816, ma jednak niewielki format 6 mm × 5 mm. Po zainstalowaniu profilu operatora na układzie eUICC eSIM działa w taki sam sposób jak fizyczna karta SIM – ma unikalny numer ICCID oraz wygenerowany przez operatora klucz uwierzytelniania w sieci. Jeżeli eSIM jest zgodny ze standardem eUICC, może zostać przeprogramowany nowymi danymi SIM. W przeciwnym razie eSIM jest programowany numerami ICCID/IMSI oraz innymi danymi w momencie produkcji i nie może być później zmieniany. Jedna z powszechnie stosowanych fizycznych postaci układu eUICC nosi oznaczenie Machine-to-Machine Form Factor 2 (MFF2).
Wszystkie układy eUICC są fabrycznie programowane stałym identyfikatorem eUICC ID (EID), który jest wykorzystywany przez usługę zdalnego udostępniania do powiązania urządzenia z istniejącą subskrypcją u operatora oraz do wynegocjowania bezpiecznego kanału programowania. eSIM łączy się z operatorami sieci komórkowych za pośrednictwem zdalnego udostępniania profili SIM (ang. remote SIM provisioning). GSMA utrzymuje trzy wersje standardu eSIM: dla urządzeń konsumenckich (SGP.22), dla urządzeń machine-to-machine (M2M; SGP.02) oraz odrębną specyfikację przeznaczoną dla internetu rzeczy (SGP.32), opublikowaną w maju 2023 roku, która wprowadziła zdalne zarządzanie profilami sterowane po stronie serwera, dostosowane do bezobsługowych wdrożeń IoT na dużą skalę.
W listopadzie 2010 roku GSMA rozpoczęła dyskusję nad możliwością stworzenia programowej karty SIM. W marcu 2012 roku, podczas posiedzenia Europejskiego Instytutu Norm Telekomunikacyjnych, Motorola zwróciła uwagę, że eUICC jest ukierunkowany na urządzenia przemysłowe, natomiast Apple przewidywało zastosowanie eSIM w produktach konsumenckich. eSIM został wprowadzony w marcu 2016 roku. W marcu 2017 roku, podczas targów Mobile World Congress, Qualcomm zaprezentował – wraz z pokazem na żywo – rozwiązanie techniczne oparte na układzie Snapdragon i powiązanym z nim oprogramowaniu (zabezpieczonych aplikacjach Java).
W lutym 2016 roku Samsung wydał smartwatch Samsung Gear S2 Classic 3G – pierwsze urządzenie z zaimplementowanym eSIM. Pierwszym urządzeniem Apple wyposażonym w technologię eSIM był Apple Watch Series 3, wydany we wrześniu 2017 roku. W 2018 roku firma wprowadziła ją do iPhone’ów wraz z modelami iPhone XS i iPhone XR oraz do iPadów wraz z iPadem Pro 3. generacji. Pierwszymi modelami iPhone’a pozbawionymi tacki na kartę SIM i wymagającymi użycia eSIM były sprzedawane w Stanach Zjednoczonych iPhone 14 i iPhone 14 Pro, zaprezentowane w 2022 roku. Poza Stanami Zjednoczonymi wszystkie modele iPhone’a nadal są sprzedawane z obsługą fizycznych kart SIM, jednak zaprezentowane w 2024 roku iPad Air 6. generacji, iPad Pro 7. generacji i iPad Mini 7. generacji działają wyłącznie z eSIM. Od września 2025 roku iPhone 17 i iPhone 17 Pro są dostępne wyłącznie w wersji eSIM w szeregu krajów. iPhone Air jest natomiast pierwszym urządzeniem Apple pozbawionym możliwości korzystania z fizycznej karty SIM w jakimkolwiek kraju.
W październiku 2017 roku Google zaprezentowało Pixela 2 - pierwszy telefon komórkowy wykorzystujący eSIM, dostępny w ramach usługi Google Fi.