분자를 형성하는 원자 사이에 화학결합에 있어서 2개의 원자가 서로 2개씩 원자가에 의해서 결합하고 있는 경우, 이것을 이중결합이라고 한다. 보통으로 2개의 고유결합에 있는 화학식에서는 2개의 선 또는 2개의 점으로 표시한다. C=C, C=N, N=N, N=O 등이 있고, C=C는 에틸렌 결합이라고도 한다. 이중결합은 1개의 δ결합과 1개의 π결합으로 이루어지고 π결합에 의해서는 결합전자운이 원자를 포함한 평면에 수직한 면상으로 분포하고 있기 때문에, 이중결합 부피의 분자내 회전은 속박되고 기하이성현상의 원인이 된다. 일반적으로 π결합부분에 첨가가 되서 일어나기 때문에 이 의미에서 이중결합은 불포화결합이라고 불려지고 있다. 고분자 화학적에서 이 결합은 이관능성(二官能性)을 나타내고 라디칼 또는 이온에 접촉시켜서 용이하게 중합하는 특징을 가진다. ⇒ 불포화결합, 중합