二聚體是一類特殊的分子，由兩個相同的單體通過化學鍵連線而成。
在醫學領域，二聚體尤其指的是纖維蛋白的降解產物，如D-二聚體，這是纖維蛋白降解過程中的產物，與血栓的形成和溶解密切相關。二聚體的水平升高通常與體內高凝狀態和繼發性纖維蛋白溶解功能亢進相關，是診斷血栓性疾病、評估治療效果和預測預後的一個重要指標。常見的導致二聚體升高的疾病包括瀰漫性血管內凝血、器官移植排異、心肌梗死、腦栓塞、肺栓塞、靜脈血栓形成、手術、腫瘤、各種感染、組織壞死等。
此外，在化學上，二聚體可以指兩個分子結合成一個新的物質的現象，無論是物理作用還是化學變化。例如，蔗糖就是一個由葡萄糖和果糖單元縮合組成的二聚體。