Een dubbele covalente binding is een chemische binding waarbij twee elektronenparen worden gedeeld tussen twee atomen. Het is sterker dan een enkele covalente binding, waarbij slechts één paar elektronen wordt gedeeld. Dubbele covalente bindingen worden aangetroffen in veel organische moleculen, zoals alkenen en alkynen.

Bij een dubbele covalente binding worden de twee atomen bij elkaar gehouden door twee gedeelde elektronenparen. Hierdoor ontstaat een sterkere binding dan een enkele covalente binding, omdat er meer elektronen zijn die de atomen bij elkaar houden. De elektronen in een dubbele covalente binding zijn gerangschikt in een pi (π) binding. Een pi-binding wordt gevormd wanneer twee atomaire orbitalen elkaar naast elkaar overlappen.

Dubbele covalente bindingen zijn doorgaans korter en sterker dan enkele covalente bindingen. Dit komt omdat de twee elektronenparen in een dubbele covalente binding dichter bij elkaar worden gehouden dan het ene elektronenpaar in een enkele covalente binding. De kortere bindingslengte en sterkere bindingssterkte van dubbele covalente bindingen zorgen ervoor dat ze minder snel breken dan enkelvoudige covalente bindingen.

Dubbele covalente bindingen worden aangetroffen in veel belangrijke moleculen, zoals alkenen, alkynen en aromatische verbindingen. Alkenen zijn koolwaterstoffen die ten minste één dubbele koolstof-koolstofbinding hebben. Alkynen zijn koolwaterstoffen die ten minste één drievoudige koolstof-koolstofbinding hebben. Aromatische verbindingen zijn koolwaterstoffen met een ring van koolstofatomen.