Seksueel dimorfisme, de verschillen in uiterlijk tussen mannetjes en vrouwtjes van dezelfde soort, zoals in kleur, vorm, grootte en structuur, die worden veroorzaakt door de overerving van het ene of het andere seksuele patroon in het genetisch materiaal.
De verschillen kunnen extreem zijn, zoals bij de aanpassingen voor seksuele selectie die te zien zijn in de exotische pluimen en kleuren van de mannelijke paradijsvogel (familie Paradisaeidae) of in de aanpassingen voor bescherming geïllustreerd door de grote omvang en enorme hoektanden van de mannelijke baviaan (Papio). Veel vogels vertonen op zijn minst enig dimorfisme in kleur, waarbij het vrouwtje cryptisch gekleurd is om verborgen te blijven op het nest, terwijl het meer kleurrijke mannelijke gebruik zich vertoont in verkering en territoriaal gedrag. De bergstekelige hagedis (Sceloporus jarrovi) is seksueel dimorf in voedingsgewoonten: mannetjes en vrouwtjes van gelijke grootte zoeken prooien van verschillende grootte op.
Er kunnen uitgesproken verschillen in grootte optreden tussen de seksen. Mannelijke bavianen zijn bijvoorbeeld meer dan twee keer zo groot als vrouwtjes, en mannelijke noordelijke of Steller-zeeleeuwen (Eumetopias jubatus) wegen ongeveer 1.000 kg (2.200 pond), ongeveer drie keer zo veel als vrouwtjes.
Bij enkele zoogdiersoorten zijn vrouwtjes meestal groter dan mannetjes. Hetzelfde geldt voor veel niet-zoogdiergewervelde dieren en talrijke ongewervelde dieren.