En dubbelbindning är en typ av kemisk bindning där två elektronpar är delade mellan två atomer. Denna typ av bindning involverar fyra bindningselektroner mellan atomer, snarare än de vanliga två bindningselektronerna som är involverade i en enda bindning. På grund av det stora antalet elektroner tenderar dubbelbindningar att vara reaktiva. Dubbelobligationer är kortare och starkare än enkelobligationer.
Dubbelbindningar ritas som två parallella linjer i kemiska strukturdiagram. Lika tecknet används för att indikera en dubbelbindning i en formel. Den ryska kemisten Alexander Butlerov introducerade dubbelbindningar i strukturformler i mitten av 1800-talet.
Etylen (C2H4) är ett kolväte med en dubbelbindning mellan de två kolatomerna. Andra alkener innehåller också dubbelbindningar. Dubbelbindningar ses i imin (C = N), sulfoxider (S = O) och azoföreningar (N = N).