Il dimorfismo sessuale è la differenza nella morfologia tra membri maschi e femmine della stessa specie. Il dimorfismo sessuale comprende differenze di dimensioni, colorazione o struttura corporea tra i sessi. Ad esempio, il cardinale settentrionale maschio ha un piumaggio rosso brillante mentre la femmina ha un piumaggio più opaco. I leoni maschi hanno una criniera, i leoni femmine no.
Nella maggior parte dei casi, quando esistono differenze dimensionali tra il maschio e la femmina di una specie, è il maschio il più grande dei due sessi. Ma in alcune specie, come uccelli rapaci e gufi, la femmina è il più grande dei sessi e una tale differenza di dimensioni viene definita dimorfismo sessuale inverso.
Un caso piuttosto estremo di dimorfismo sessuale inverso esiste in una specie di rana pescatrice di acque profonde chiamata triplewart seadevils (Cryptopsaras couesii). La femmina di tripla verruca cresce molto più grande del maschio e sviluppa il caratteristico illicio che funge da esca per la preda. Il maschio, circa un decimo delle dimensioni della femmina, si attacca alla femmina come a
parassita.