Une double liaison est un type de liaison chimique dans laquelle deux paires d'électrons sont partagées entre deux atomes. Ce type de liaison implique quatre électrons de liaison entre les atomes, plutôt que les deux électrons de liaison habituels impliqués dans une seule liaison. En raison du grand nombre d'électrons, les doubles liaisons ont tendance à être réactives. Les doubles liaisons sont plus courtes et plus fortes que les simples.
Les doubles liaisons sont tracées sous forme de deux lignes parallèles dans les diagrammes de structure chimique. Le signe égal est utilisé pour indiquer une double liaison dans une formule. Le chimiste russe Alexander Butlerov a introduit les doubles liaisons dans les formules structurelles au milieu du XIXe siècle.
Éthylène (C2H4) est un hydrocarbure avec une double liaison entre les deux atomes de carbone. D'autres alcènes contiennent également des doubles liaisons. Des doubles liaisons sont observées dans l'imine (C = N), les sulfoxydes (S = O) et les composés azoïques (N = N).