各動画には説明文のほか、タグと呼ばれる動画の内容を指し示す検索用キーワードを10個まで登録することができる。タグの導入により似たような動画を容易に探せるような仕組みになっている。タグは2008年5月より導入された「ニコニコ大百科」と連動しており、そのタグに関する解説や経緯、そのタグをつけられた代表的な動画などを知ることができる。動画では動画投稿者だけではなく閲覧者も自由にタグを登録することができるのが特色である。本来は検索機能として用いられるタグだが、動画の内容に絡めたタグ付けやニコニコ特有のタグ付け(「才能の無駄遣い」や「孔明の罠」など)も多く見られ、独自の異彩を放っている。利用の実態としては、検索のための分類というより、その動画の見所をユーザーに教える役割を果たすこともあり[264]、タグ同士でユーザーのコミュニケーションに使われることもあり(会話するタグ)[265]、同じ素材(例えば「歌ってみた」「アイドルマスター」などの人気ジャンルに属する無数のサブジャンル)を扱った動画や同じ投稿者による動画に対して閲覧者の間で自発的にタグが発明され、より深い検索のニーズに応えている側面もある[266][267]。この仕組みが災いし、タグ付けが検索の妨げとなってしまうメタ・ノイズや、タグを用いた他者の誹謗中傷などの荒らしの発生にしばしばつながってしまう。注目を集める動画やランキング上位の動画においては、閲覧者らが自分のふさわしいと信じるタグ付けとタグ削除を相互に争うように行う「タグ戦争」と呼ばれる現象も発生する。これはオンライン百科事典のウィキペディア上で起こる「編集合戦」と類似した現象である[268]。荒らし回避のため、あるいは著作権上問題のある(もしくは規約に抵触するおそれのある)動画が削除されるのを防ぐため、意図的にタグを付けない事もある。情報工学者の伊藤聖修は、有限個(最大10個)のタグしかつけられないがゆえに、時間の経過にしたがってタグ戦争による「淘汰」が起こり、より優秀なタグが生き残るようになるのだと指摘する[269]。濱野智史はタグ戦争の過激化で他の既存の動画にも当該タグがばらまかれ、それら新たなタグを付与された動画に対する解釈の可能性が増大することを指摘している[265]。閲覧者によるタグ削除(削除荒らしなど)への対処として、動画投稿者の設定により最大5個のタグをユーザーによる削除を不可能にするタグロック機能がある。)は「カテゴリタグ」と呼ばれ、動画のカテゴリとして扱われる。メインのカテゴリは動画投稿者がそのタグをロックすることでのみ設定可能で、カテゴリ別ランキングの集計対象となる。当初はメインカテゴリ1つのみ登録可能だったが、「アイドルマスター」「東方」「VOCALOID」などのカテゴリが新設された際に、「アイドルマスター」「ゲーム」や「VOCALOID」「音楽」など、従来行われていたタグの組み合わせ登録が不可能となってしまったため、検索専用としてサブのカテゴリタグを最大2つ指定可能となり、合計3つのカテゴリタグを登録できるようになった。動画のタグは、「続き→sm123456」のように、しばしばユーザーが他の動画へ案内するのにも用いられる。このような動画IDを含むタグをクリックした場合、タグの検索ページにその動画へのリンクが「もしかして」として表示される機能も備わっている。