Pohlavní dimorfismus neboli dvojtvárnost označuje rozdíly mezi pohlavími. V přírodě je častým zjevem. Rozdíly nespočívají jen v reprodukčních orgánech, odličovat se může zbarvení pokryvu těla, případně jeho forma, velikost, někdy i potravní strategie.

To můžeme velmi dobře pozorovat u ptáků, jejichž samičky bývají často zbarvené nenápadně. Samci mívají naproti tomu zářivé odstíny, pestré barvy, případně zvláštní ozdoby z peří i kůže. Není to ale jednoznačně dáno pohlavím, tedy hormonální činností. Existují druhy, kde samec přejímá péči o potomstvo, samice pouze snese vejce -  krycí zabarvení má v tom případě samec, samice je nápadnější.

U savců bývá rozdíl ve velikosti, obvykle jsou samice subtilnější, ale u některých druhů je větší naopak samice.

U hmyzu je pohlavní dvojtvárnost zajímavá především u motýlů a brouků, jejichž unikátní barvy a tvary je činí mnohdy cennými sbírkovými artefakty.