Eine Doppelbindung ist eine Art chemische Bindung, bei der zwei Elektronenpaare zwischen zwei Atomen geteilt werden. Diese Art der Bindung besteht aus vier Bindungselektronen zwischen Atomen und nicht aus den üblichen zwei Bindungselektronen, die an einer Einfachbindung beteiligt sind. Aufgrund der großen Anzahl von Elektronen sind Doppelbindungen in der Regel reaktiv. Doppelbindungen sind kürzer und stärker als Einfachbindungen.
Doppelbindungen werden in chemischen Strukturdiagrammen als zwei parallele Linien gezeichnet. Das Gleichheitszeichen gibt eine Doppelbindung in einer Formel an. Der russische Chemiker Alexander Butlerov führte Mitte des 19. Jahrhunderts Doppelbindungen in Strukturformeln ein.
Ethylen (C2H4) ist ein Kohlenwasserstoff mit einer Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen. Andere Alkene enthalten auch Doppelbindungen. Doppelbindungen sind in Imin (C = N), Sulfoxiden (S = O) und Azoverbindungen (N = N) zu sehen..