Dikotomi innebär en uppdelning av en helhet i två av varandra icke överlappade delar, vilket innebär ett förfarande där ett helt är uppdelat i två delar eller i halvor. Det är en del av en helhet uppdelad i två delar, där dessa är:

• gemensamt uttömmande: allt måste höra till ena delen eller den andra, och
• ömsesidigt uteslutande: ingenting kan samtidigt tillhöra båda delarna.

De två delarna som har bildats är varandras komplement. Inom logiken är delarna varandras motsatser, om den ena halvan innefattar ett påstående utesluts detta från den andra halvan. Termen har en lång rad användningsområden, bland annat inom naturvetenskap och argumentationsanalys.

En dikotomi er en tvegrening som består av to like store eller viktige grener (av gresk διχοτομία [dichotomia] = «todeling»). Begrepet brukes både om virkelige grener og om teoretiske konsepter. For eksempel har Psilotum-planter dikotome forgreninger, mens mange andre planter har forgreninger der én av grenene er større, eller forgreninger som består av flere enn to grener.

Dikotomi (Fra græsk Dikhotomia) betyder at dele en helhed i præcis to dele, som ikke overlapper hinanden.