El dimorfismo sexual es el conjunto de diferencias que se dan entre un macho y una hembra de la misma especie animal. Algunos animales presentan diferencias significativas entre el sexo masculino y femenino. Estas diferencias pueden hacerse visibles por el tamaño o por la apariencia. Estas diferencias, a menudo, vienen asociadas a la selección sexual. Los individuos tratan de competir con los de su mismo sexo para conseguir aparearse con los del sexo opuesto. Esta competición se da en numerosas especies animales pero, como todos conocemos, también en la especie humana. La cantidad de rituales que los humanos hemos llegado a realizar para conseguir aparearnos con el sexo opuesto es realmente enorme. La expectativa de que el material genético de los machos más fuertes, más grandes o más bellos sea mejor en calidad que la de los otros es la que se conoce como selección sexual.
El dimorfismo sexual de las diferentes especies en ocasiones es realmente significativo. Por ejemplo, las astas del ciervo macho son enormes. Las utiliza para competir contra otros machos. Generalmente, con la expectativa de liderar el clan con el fin último de reproducirse con las hembras de venado mejor dotadas. En muchas ocasiones, le macho de la especie es de mayor tamaño. También se da, como en el ejemplo citado, que cuenten con una característica física prominente que los diferencie claramente de la hembra.
En ocasiones, en las especies de mamíferos con mayor dimorfismo sexual se da la circunstancia de que son muy proclives a los sistemas de apareamiento polígamos. Es bastante probable que esta situación se deba a que la selección sexual ofrece la posibilidad de competir mejor a determinados machos. Sin embargo, no siempre sucede así. En la mayoría de los insectos y peces, son las hembras las que presentan un tamaño mayor. Probablemente esto se debe al costo extra que supone la producción de óvulos. Por lo tanto, es una característica asociada a la reproducción. En algunos casos, el dimorfismo es extremo de tal manera que los machos llegan a verse obligados a actuar como parásitos que dependen totalmente de las hembras.