Un doppio legame è un tipo di legame chimico in cui due coppie di elettroni sono condivise tra due atomi. Questo tipo di legame coinvolge quattro elettroni di legame tra atomi, piuttosto che i soliti due elettroni di legame coinvolti in un singolo legame. A causa del gran numero di elettroni, i doppi legami tendono ad essere reattivi. Le doppie obbligazioni sono più brevi e più forti delle singole obbligazioni.
I doppi legami vengono disegnati come due linee parallele nei diagrammi della struttura chimica. Il segno di uguale è usato per indicare un doppio legame in una formula. Il chimico russo Alexander Butlerov introdusse doppi legami nelle formule strutturali a metà del XIX secolo.
Etilene (C2H4) è un idrocarburo con un doppio legame tra i due atomi di carbonio. Anche altri alcheni contengono doppi legami. Si osservano doppi legami in imina (C = N), solfossidi (S = O) e composti azoici (N = N).