Nucleair dimorfisme is een fenomeen waarbij cellen van het lichaam twee soorten kernen bezitten. Dit komt het vaakst voor in de levenscycli van protisten, zoals bepaalde eencellige algen en protozoa. Eén van deze kernen is de vegetatieve of trofische kern, die somatische functies controleert, zoals groei, voortplanting en cellulair metabolisme. De tweede kern is de generatieve, seksuele of reproductieve kern, die verantwoordelijk is voor de vorming van gameten. Nucleair dimorfisme wordt vaak geassocieerd met seksuele voortplanting en is essentieel voor de productie van haploïde gameten bij veel protistensoorten.