Seksuell dimorfisme, forskjellene i utseende mellom menn og kvinner av samme art, for eksempel i farge, form, størrelse og struktur, som er forårsaket av arven til det ene eller det andre seksuelle mønsteret i genetisk materiale.
Forskjellene kan være ekstreme, som i tilpasningene for seksuell seleksjon sett i eksotiske fjær og farger av den mannlige paradisfuglen (familien Paradisaeidae) eller i tilpasningene for beskyttelse eksemplifisert av den store størrelsen og de store hundetennene til den mannlige bavianen (Papio). Mange fugler viser i det minste noe dimorfisme i fargen, kvinnen er kryptisk farget for å forbli skjult på reiret mens den mer fargerike hannen bruker utstilling i frieri og territoriell oppførsel. Fjellstikkende øgle (Sceloporus jarrovi) er seksuelt dimorf i fôringsvaner: like store hanner og kvinner søker forskjellige byttedyr.
Uttalte størrelsesforskjeller kan forekomme mellom kjønnene. For eksempel er mannlige bavianer mer enn dobbelt så store som hunner, og mannlige nordlige, eller Steller, sjøløver (Eumetopias jubatus) veier omtrent 1000 kg (2200 pund), omtrent tre ganger så mye som hunner.
Hos noen få pattedyrarter har kvinner en tendens til å være større enn hannene. Det samme gjelder mange virveldyr som ikke er fra pattedyr og mange virvelløse dyr.