双性恋，亦称为双性向，一般指能对男性和女性皆产生爱慕感、建立浪漫关系，或认为两者皆有性吸引力的一种现象；在某些定义中会把当中的“男性或女性”替换成“多于一种性别或社会性别”。它也可定义为不论对象的性别或性别认同如何，都能对其产生爱慕感或认为其拥有性吸引力的一种现象——这种情况可称为泛性恋。
在大部分语境下，双性恋一词是指当事人认为不论男性还是女性，皆有想与之建立性或浪漫关系的魅力。
它是三大主要性倾向分类之一，与异性恋、同性恋并列于性取向连续体之内。自认为双性恋者的人不一定会认为两性皆拥有一样的性吸引力；不少自认为双性恋者的人会认为某种性别相对较有性吸引力。
双性恋可见于各种人类社会的历史记载，同时也存在于其他动物当中。而双性恋一词的英语“bisexuality”则诞生于19世纪。
性取向、性认同与性行为
主条目：性取向、性身份和人类性行为
双性恋是指能与男性和女性建立浪漫关系，或认为两者皆有性吸引力的一种现象。美国心理学会指出：“性取向是一个连续体。换句话说，一些人不一定是绝对的异性恋者或同性恋者，但是可处于两者之间，或偏向其中一边。性取向的发展纵贯一个人的一生——不同的人会在不同的人生阶段意识到自己是异性恋者、双性恋者，抑或是同性恋者。”
认为有性吸引力的对象、性行为及性认同可以出现不一致的情况，认为有性吸引力的对象或性行为不一定跟性认同相符。一些自我认定为异性恋者、双性恋者、同性恋者的人不一定对此有过任何相符的性经历。
另有一些有过同性性行为的人不会认为自己是LGB社群的一员。同样，自我认定为同性恋者的人也可能会展现对异性的性兴趣，但不会因此认为自己是双性恋者。 酷儿及多边恋也可用于描述一种性身份认同或性行为模式。
一些资料来源指双性恋一词包含能与所有性别认同者建立浪漫关系、认为他们都拥有性吸引力的意思；或定义其为不论对象的性别及性别认同为何，皆认为其拥有性吸引力，能与之建立浪漫关系——使它的意思跟泛性恋相近或相同。
泛性恋这一概念为对“只有两种社会性别”（性别二元论）的概念之蓄意抵制，泛性恋者愿意跟不完全认定自身为男性或女性的人建立浪漫关系。
