Seksuel dimorfisme, forskellene i udseende mellem mænd og kvinder af samme art, såsom i farve, form, størrelse og struktur, der er forårsaget af arv af det ene eller det andet seksuelle mønster i det genetiske materiale.
Forskellene kan være ekstreme, som i tilpasningerne til seksuel selektion set i de eksotiske fjer og farver af den mandlige paradisfugl (familie Paradisaeidae) eller i tilpasningerne til beskyttelse eksemplificeret ved den store størrelse og de store hundetænder hos den mandlige bavian (Papio). Mange fugle viser i det mindste en del dimorfisme i farve, kvinden er kryptisk farvet for at forblive skjult på reden, mens den mere farverige mand bruger visning i frieri og territorial opførsel. Den bjergtornede firben (Sceloporus jarrovi) er seksuelt dimorf i fodringsvaner: de lige store hanner og kvinder søger forskellige byttestørrelser.
Udtalte størrelsesforskelle kan forekomme mellem kønnene. For eksempel er mandlige bavianer mere end dobbelt så store som hunner, og nordlige eller Steller hanløver (Eumetopias jubatus) vejer cirka 1.000 kg (2.200 pund), omtrent tre gange så meget som hunner.
Hos nogle få pattedyrarter er hunner tilbøjelige til at være større end mænd. Det samme gælder for mange hvirveldyr, der ikke er pattedyr, og mange hvirvelløse dyr.