在生物化学中，双聚体为由两个分子组合而成的高分子配合物，常以非共价键键结。像是蛋白质或是核酸皆为高分子。是一种蛋白质四级结构。同源双聚体，可由两个相同的分子组合而成(此过程称为同源二聚作用 homodimerization)。而异源二聚体则是由两种不同的高分子所形成(称为异源二聚作用heterodimerization)生物化学中的大部分双聚体皆不是用共价键相连结的。例如: 反转录酶为一种非共价键连接的异源二聚体酵素，是由两种不同的胺基酸链连结的。另一个例外为双聚体蛋白NEMO，由双硫键连结的双聚体。