Seksuaalinen dimorfismi on termi, joka kuvaa sukupuoleen perustuvia fyysisiä eroja, joita esiintyy usein eri eläinlajeissa. Asiantuntijat ovat todenneet, että nämä vaihtelut ovat olemassa monista eri syistä, joista osa perustuu seksuaaliseen lisääntymiseen, kun taas toiset perustuvat sukupuolten käytännön rooleihin erilaisissa sosiaalisissa rakenteissa. Seksuaalinen dimorfismi voi esiintyä monella eri tavalla, mukaan lukien kokoerot, värin vaihtelut tai perusmuodon muutokset. Merkittäviä esimerkkejä ovat urosleijonan harja tai ihmisten sukupuolten väliset ilmeiset koko- ja muotoerot.
Seksuaalinen dimorfismi voi esiintyä monella eri tavalla koko eläinvaltakunnassa. Joitakin näistä voidaan pitää melko ilmeisinä, kun taas toiset ovat usein hyvin hienovaraisia, ja niitä voi olla vaikea havaita yksinkertaisen visuaalisen tunnistamisen avulla niille, jotka eivät ole asiantuntijoita. Esimerkiksi seksuaalinen dimorfismi voi olla suhteellisen helppo havaita, kuten raju ero karvan värissä, tai se voi olla jotain hyvin vaikeasti havaittavaa, kuten ero kulmakarvojen näkyvyydessä. Joidenkin eläinten sukupuolet näyttävät niin samanlaisilta, että edes asiantuntijat eivät voi kertoa eroa tutkimatta eläintä erittäin huolellisesti tai suorittamatta sille testejä.
Yksi yleisimmin havaituista seksuaalisen dimorfismin muodoista on sukupuolten välinen kokoero. Urokset ovat yleensä suurempia kuin naaraat, ja tämä pätee erityisesti erilaisiin nisäkkäisiin. Tähän on kuitenkin poikkeuksia, ja tapauksissa, joissa naaraat ovat isompia, tilanteelle on olemassa erityinen termi: käänteinen seksuaalinen dimorfismi. Joitakin merkittävimpiä esimerkkejä tästä löytyy yleensä tietyistä linnuista ja tietyntyyppisistä hyönteisistä.
Monissa tapauksissa seksuaalista dimorfismia esiintyy pääasiassa apuna tunnistamiseen tai seksuaalisen vetovoiman edistämiseen. Esimerkiksi riikinkukossa kirkas hännän höyhenpeite auttaa urosta turvaamaan puolison. Muissa eläimissä tällainen vetovoima voi syntyä perusmuodon muutoksesta tai jopa visuaalisesti erottuvasta lisäosasta.
On myös tapauksia, joissa seksuaalinen dimorfismi esiintyy pääasiassa käytännön syistä. Esimerkiksi joillakin lajeilla sosiaalinen rakenne määrää eri roolit sukupuolille. Joskus miehellä tai naisella on tietty työ, joka vaatii erityisiä fyysisiä ominaisuuksia. Leijonanharja on yleensä hyvä esimerkki tällaisesta erosta. Leijonan sosiaalisessa ympäristössä urokset taistelevat yleensä muita uroksia vastaan suojellakseen ylpeyttä, ja harjat auttavat saamaan uroksen näyttämään suuremmalta sekä suojaamaan kurkkua taistelun aikana.