Dimorfismo sexual, as diferenças na aparência entre machos e fêmeas da mesma espécie, como cor, forma, tamanho e estrutura, que são causadas por a herança de um ou outro padrão sexual no material genético.
As diferenças podem ser extremas, como nas adaptações para a seleção sexual vistas nas plumas e cores exóticas da ave-do-paraíso macho (família Paradisaeidae) ou nas adaptações para proteção exemplificadas pelo grande tamanho e enormes dentes caninos do babuíno macho (Papio). Muitos pássaros mostram pelo menos algum dimorfismo na cor, a fêmea sendo cripticamente colorida para permanecer escondida no ninho, enquanto o macho mais colorido usa a exibição no namoro e em comportamentos territoriais. O lagarto espinhoso da montanha (Sceloporus jarrovi) é sexualmente dimórfico nos hábitos alimentares: os machos e as fêmeas de tamanhos iguais procuram presas de tamanhos diferentes.
Podem ocorrer diferenças de tamanho pronunciadas entre os sexos. Por exemplo, os babuínos machos têm mais de duas vezes o tamanho das fêmeas, e os leões marinhos do norte do sexo masculino, ou Steller, (Eumetopias jubatus) pesam cerca de 1.000 kg (2.200 libras), cerca de três vezes mais que as fêmeas.
Em algumas espécies de mamíferos, as fêmeas tendem a ser maiores que os machos. O mesmo é verdade para muitos vertebrados não mamíferos e numerosos invertebrados.