Sexueller Dimorphismus ist der Unterschied in der Morphologie zwischen männlichen und weiblichen Mitgliedern derselben Art. Sexueller Dimorphismus umfasst Unterschiede in Größe, Färbung oder Körperstruktur zwischen den Geschlechtern. Zum Beispiel hat der männliche nördliche Kardinal ein leuchtend rotes Gefieder, während das weibliche ein stumpferes Gefieder hat. Männliche Löwen haben eine Mähne, weibliche Löwen nicht.
In den meisten Fällen, wenn Größenunterschiede zwischen dem Männchen und dem Weibchen einer Art bestehen, ist das Männchen das größere der beiden Geschlechter. Bei einigen Arten, wie Greifvögeln und Eulen, ist das Weibchen das größere der Geschlechter, und ein solcher Größenunterschied wird als umgekehrter sexueller Dimorphismus bezeichnet.
Ein ziemlich extremer Fall eines umgekehrten sexuellen Dimorphismus besteht bei einer Art von Tiefsee-Seeteufeln, den Triplewart-Seeteufeln (Cryptopsaras couesii). Der weibliche dreifache Seeteufel wächst viel größer als der männliche und entwickelt das charakteristische Illicium, das als Verlockungsköder dient. Das Männchen, etwa ein Zehntel der Größe des Weibchens, bindet sich an das Weibchen als
Parasit.