Sexuální dimorfismus, rozdíly ve vzhledu mezi muži a ženami stejného druhu, jako je barva, tvar, velikost a struktura, které jsou způsobeny dědičnost jednoho nebo druhého sexuálního vzoru v genetickém materiálu.
Rozdíly mohou být extrémní, jako v adaptacích pro sexuální výběr viděných v exotických chocholech a barvách mužského rajka (rodina Paradisaeidae) nebo v úpravách na ochranu, jejichž příkladem jsou velké velikosti a obrovské špičáky paviánů (Papio). Mnoho ptáků vykazuje alespoň nějaký dimorfismus v barvě, samice je krypticky zbarvená, aby zůstala skrytá na hnízdě, zatímco barevnější muž používá projevy při námluvách a teritoriálním chování. Ještěrka ostnatá (Sceloporus jarrovi) je při stravovacích návycích sexuálně dimorfní: stejně velcí samci a samice hledají různé velikosti kořisti.
Mezi pohlavími mohou nastat výrazné rozdíly ve velikosti. Například samci paviáni jsou více než dvakrát tak velcí jako samice a samci severských nebo Stellerových mořských lvů (Eumetopias jubatus) váží asi 1 000 kg, což je zhruba třikrát více než samic.
U několika druhů savců bývají samice větší než samci. Totéž platí pro mnoho obratlovců jiných než savců a mnoho bezobratlých.