약물주사형(藥物注射刑)은 사형 방법중 하나로, 사형수를 마취시킨 다음 인체에 치명적인 약물을 주사하여 사망시키는 방법이다.

미국에서는 현재 가장 보편적인 사형법으로 전체 50개주 중 사형을 집행하는 30개 주[2]가 약물형으로 사형을 집행하고 있다. 이들 중 14개 주에서는 아예 약물주사형만을 규정하고 있다. 사형 집행이 미국에서 제일 많은 주인 텍사스에서 1982년 미국 최초로 약물주사형이 시행되었다. 텍사스는 사형법으로 약물주사형만을 규정하고 있는 14개 주 중 하나이다. 20세기에는 전기의자형이 가장 많이 쓰였지만 1999년 전기의자형으로 처형된 앨런 리 데이비스의 참혹한 시신 사진 공개 이후 전기의자형이 잔인하다는 여론이 강해져 2000년 이후에는 사형수의 절대 다수가 약물주사형으로 처형된다. 현재 전기의자형은 사형수가 거부할 권리가 있고 본인이 전기의자형을 받겠다고 선택하지 않으면 약물주사형으로 처형된다.

베트남[3]과 중국[4]에서도 이 방식으로만 규정해서 시행한다고 한다. 총살형으로 죽은 살인범의 시신이 공개되는 등의 사태로 지나치게 잔혹하다는 비판이 나오자 바꾼 것.[5][6]

흔히 대중매체의 영향으로 멀쩡한 사람에게 뭔가 독극물 하나를 주입하면 윽하고 죽는 것으로 생각하기 쉬우나, 현실에서는 그렇지 않고 나름대로 절차가 있다. 대중매체 중 미드 'Cold Case'에 그나마 잘 나와있다.

제약회사들이 사형집행에 자사의 제품이 사용되는 것을 극도로 꺼리기 때문에 집행에 쓰일 약물이 바닥나서 준비하지 못하는 웃지 못할 상황도 벌어진다. 따라서 일부 주의 교정국은 기존의 3단계 방식을 버리고 단 한 번의 주사로 끝나는 다른 방법을 찾았는데, 치사량의 펜토바르비탈을 주사하여 사형수를 사망시켜버리는 것이다.

보면 알겠지만 안락사와 큰 차이 없는 방법으로, 그 과정도 얼핏 보기엔 복잡해보이지만 결론적으로는 필요한 약물만 그때그때 주입하면 그만이므로 사형 집행이 끝날 때까지 7 ~ 8분밖에 걸리지 않는 사형이다.

정말 예외적으로 재수없는 경우 실패하는 경우도 있다고 한다. 인간 체질이 워낙 다양하고, 또 그동안 살아온 환경과 그에 따른 받아온 치료력 등이 달라서, 몇몇 사형수는 형 집행에 필요한 특수 약물들 중 특정 성분에 대한 내성을 가진 통에 부작용을 일으켜서 실패하는 경우도 보고되고 있다. 또는 사형수가 평소 정맥주사를 통해 투여하는 마약을 남용해온 경우, 정맥 조직이 괴사해버려 사형에 쓰이는 약물이 체내에 잘 주입되지 않는 경우도 많다.# 이런 경우는 팔이나 다리 대신 엉덩이에 놓고 도로 묶어놓는다.

또한 외부적으로는 근육이 이완되어 편해보이지만, 이 사형 중 마취가 제대로 되지 않을 경우 그야말로 지옥같은 경험을 느끼면서 요단강을 건넌다는 소문도 있다. 의료사고 사례 중 수술하는데 마취가 풀린 상태에서 근육이 이완되어 수술의 고통을 전부 받는 와중에도 의사표현이 불가능한 수술 중 각성 케이스와 비슷하다. 물론 사형 자체가 잘 되지 않는 경우는 몰라도 마취 자체가 안되는 일은 거의 없지만. 따라서 사형을 집행할 때는 반드시 전문의가 있어야 하며 형 집행중에도 계속 모니터링을 해야 하는 의무가 있다고 한다.

한 연구에서는 집행된 주사형의 88% 가량이 마취제를 생물학적 요구량보다 적게 투여한 상태로 집행한 것으로 나타났고[10] 이 중에서는 거의 43% 가량이 집행 당시 사실상 각성 상태였을 것으로 나타났다[11].# 이 사람들 모두 정신 멀쩡한 상태에서 고통스럽게 죽었다는 말. 그래서 일부 사형수들은 약물주사형도 무서워하며 어차피 맨정신으로 죽을 바에는 인상적인 죽음을 맞겠다고 교수형이나 총살형을 선택했다고 한다.

그리고 약물주사형 역시도 여러 도덕적인 문제를 안고 있는 사형법이기도 하다. 안전한 형 집행을 감독하기 위해 의사가 필요한데[12], 사람을 살려야 할 의무가 있는 의사를 사람을 직접적으로 죽이는 일에 동원한다는 것이 논란의 핵심. 의사 사회의 여론은 사형 집행에 의사가 직접적으로 참가하는 것은 히포크라테스 선서에 따른 직업 윤리에 어긋난다고 보며, 사형 집행에 참가한 의사는 같은 의사들 사이에서 크게 지탄을 받을 수 있어 사형 집행에 참가한다는 사실을 비밀로 한다고 한다[13]. 그렇다고 의료인이 아닌 비전문가에게 시키자니 상당한 전문성을 요하는 작업이라 집행 과정에서 문제가 생길 가능성이 높다. 이런 주장에 반대하는 측에서는 법적으로 죽음을 확정받은 사형수나 말기 암으로 죽음을 확정받은 시한부 환자와 같은 경우는 의사로서 죽음 자체를 막을 수 없다는 것은 동일하며 어차피 환자의 죽음이 확정된 상황에서 최대한 고통없는 죽음을 맞도록 보조하는 것은 의사윤리에 어긋나지 않는다고 본다.

또 중국은 총살형을 집행하는 인민해방군 소속 현역 군인 범죄자와 만 18세가 되지 않은 미성년자 범죄자[14] 및 외국인 범죄자를 제외한 민간인은 약물 사형을 집행 후 장기적출 매매를 한다는 의혹이 있다. 물론 중국 당국이야 부인하고 있지만, 장기밀매가 워낙 활발한 중국이다보니 의심은 떨칠 수 없다. 하지만 이런 의혹이 있어서인지 중국 정부는 2015년에 법률을 제정하여 환자나 사형수의 동의가 없는 상황에서 장기를 적출하는 것을 금지하고, 또 미성년자와 외국인 사형수가 장기를 판매 및 매매하는 것을 금지하고 있다.

또 다른 문제로는 형 집행에 필요한 약물을 충분히 구비해 두어야 한다는 것이다. 약물이 모자라면 형을 집행하는 데 차질이 빚어질 수가 있고 그렇다고 재고가 너무 많으면 유효기간을 넘겨서 제대로 된 집행이 불가능한 약물이 많이 발생하게 된다. 실제로 미국의 몇몇 주에서는 약물 재고가 부족하여 사형 집행이 연기되는 경우가 더러 있다. 특히 2011년 이후는 미국에서 유일하게 사형 집행용 약물을 생산하던 제약업체가 사형 집행용 약물의 생산을 중단한 데다가[15] 외국에서 수입해 오는 방법도 여의치 않는데, 유럽 연합에서는 EU 소속국이 사형 집행에 쓰일 수 있는 약물을 사형제 실시 국가에 수출하는 것을 금지하기 시작했기 때문에 경우에 따라서는 약물 부족 현상이 더 쉽게 일어날 수 있게 되었다. 중국[16]이나 베트남은 사형 집행용 약물을 국산으로 자체 생산한다고 한다.

영화 <데드 맨 워킹>을 보면 약물주사형이 매우 세세하게 나와 있다. 약물주사형이 나온 영화중에서는 상당히 과정이 디테일하게 묘사되어 있다.

1985년작 TV영화 '레이몬드 그레이함의 사형집행'(The Execution Of Raymond Graham)에서도 마지막에 주인공이 약물주사형을 받는 모습이 나온다.[17]

미드 <Cold Case>에 10대 소녀를 강간살해한 누명을 쓴 흑인이 사형당하는 장면이 있다. 약물주사형이 나온 대중매체 중 디테일이 높은 편이다.

영드 토치우드 시즌 4에서 오즈월드 데인스가 이 방법으로 사형당하던 도중 미라클 데이가 시작되어 죽지 않고 풀려나게 된다.

영화 <모범시민>에서도 비교적 정상이던 범인이 이 방법으로 사형당한다. 그런데 주인공이 조작해놔서[18] 엄청난 고통속에 죽어버린다.

웹툰 덴마에서 '해적선장 하독' 편에서 우주 해적 하독이 행성 칼번의 높으신 분들의 힘으로 결국 이 형벌을 받게 된다. 하지만 그가 구해주었던 거북선의 생존자들의 책략으로 법적으로는 사망 선고를 받지만 실제로는 다른 인물로 살아남는다.

미드 <레볼루션>에서 먼로가 약물주사형을 당하는 것으로 나오지만, 사실은 말 한마리를 마취시키는 용량의 마취제를 주사하여 죽은 것처럼 보이게 한것.

영화 어쌔신 크리드(영화)에서도 주인공 칼럼 린치가 살인죄로 약물주사형을 선고받는데, 앱스테르고의 계략으로 죽지 않고 신형 애니머스의 실험체가 된다.

영화 베놈 2: 렛 데어 비 카니지에서 클리터스 캐서디가 사형으로 약물 주사형을 선고받아 약물을 투여하던 중 죽기 직전에 카니지 심비오트가 각성해 교도소를 깽판치면서 사형에 실패한다.[19]