雙線性插值是一種數學上的插值方法，主要用於數值分析，特別是在信號處理、數字圖像和視頻處理等領域有著廣泛的套用。這種方法的核心思想是在兩個方向上分別進行一次線性插值。具體來說，假設我們想得到未知函式f在點P=(x,y)的值，如果我們已知函式f在四個點Q11、Q12、Q21、Q22的值，我們可以首先在x軸方向上進行線性插值，得到兩個臨時點的值，然後再在y軸方向上進行線性插值，得到最終的插值結果。
雙線性插值的效果略遜於雙三次插值，但速度比雙三次插值快，因此在很多套用中作為一種平衡的選擇。在圖像處理中，雙線性插值常用於放大或縮小圖像，通過計算目標圖像中每個像素點在原圖像中最近鄰的四個點的值，來決定目標像素點的值。這種方法可以保持圖像的平滑性，但可能會引起一定程度的模糊效果。