การเรียงลำดับภายนอก (อังกฤษ: external sorting) หรือขั้นตอนวิธีผสานหลายเส้นทาง (k-way Merge Algorithm) เป็นการแก้ปัญหาโดยใช้หลักการแก้ที่เรียกว่า การแบ่งแยกและเอาชนะ (Divide & Conquer) โดยขั้นตอนนี้ใช้เพื่อเรียงลำดับข้อมูลที่รับมาจากน้อยไปมาก โดยสมมติว่าข้อมูลที่รับเข้ามาเป็นรายการที่มีสมาชิก n ตัว หากเราเรียงลำดับแบบปกติคือไล่จับคู่ทีละคู่ เพื่อเปรียบเทียบว่าตัวใดน้อยกว่า แล้วเรียงลำดับจนครบทุกคู่ จะมีประสิทธิภาพเชิงเวลาคือ O(n2) ซึ่งถือว่าค่อนข้างมากเลยทีเดียว เราสามารถลดเวลาที่ใช้ได้โดยเราจะแบ่งข้อมูลออกเป็น k รายการ โดยแต่ละรายการจะมีจำนวนข้อมูลเท่า ๆ กัน คือ ⌊n / k⌋ ซึ่งหากแบ่งเท่า ๆ กันไม่ได้ อาจจะมีบางรายการมีจำนวนข้อมูลเป็น ⌊n / k⌋ + 1 จากนั้นทำการเรียงลำดับข้อมูลทั้ง k รายการ แล้วนำกลับมาผสานกันกลายเป็นรายการเดียวที่มีการเรียงลำดับเรียบร้อย