Kahepoolne sümmeetria, mida mõnikord nimetatakse peegeldussümmeetriaks või peegelsümmeetriaks, tähendab, et objektil või kujundil on kaks poolt, mis on üksteise peegelpildid. Näiteks suurtäht T ja võrdhaarne kolmnurk on kahepoolselt sümmeetrilised. Seda terminit kasutatakse kõige sagedamini bioloogias, kus see viitab organismidele, millel on kaks sümmeetrilist poolt, kui need on jagatud ainult ühte tasapinda. Seda nimetatakse sagitaaltasandiks, kujuteldavaks vertikaalseks tasapinnaks, mis läbib organismi keha keskpunkti eest taha, jagades selle vasakule ja paremale pooleks. Enamikul loomaliikidel, sealhulgas inimestel, on kahepoolne sümmeetria, ja taimedel on sageli teatud kahepoolselt sümmeetrilised struktuurid.
Kui mõistet “kahepoolne sümmeetria” kasutatakse elusolendite, mitte geomeetriliste vormide kohta, on sümmeetria ainult ligikaudne, kuna bioloogilise kasvu protsess ei ole täiesti täpne ja ükski organism pole täiesti sümmeetriline. Ka siseorganite asetus ja struktuur ei pea olema täiesti sümmeetrilised, et organismi saaks pidada kahepoolselt sümmeetriliseks. Inimese maks asub näiteks kõhuõõne paremal küljel ja on täiesti normaalne, et inimesel on asümmeetria, näiteks üks käsi või jalg, mis on teisest veidi pikem.
Kahepoolset sümmeetriat eristatakse radiaalsest sümmeetriast, mis viitab vormidele, mida saab jagada enam kui ühel tasapinnal ligikaudu sümmeetrilisteks pooleks. Meritäht ja meduus on näited radiaalselt sümmeetrilistest loomadest. Kahepoolselt sümmeetrilistel organismidel, kuna nad on sümmeetrilised ainult ühel tasapinnal, on erinevad esi- ja tagaküljed, kuid radiaalselt sümmeetrilistel organismidel ei ole. Paljudel taimedel on kahepoolselt sümmeetrilised osad, näiteks puude lehed.
Kahepoolse sümmeetriaga loomaliike nimetatakse ühiselt bilateeriateks. See on tohutu kategooria, mis hõlmab enamikku loomadest ja hõlmab tohutult erinevaid organisme, alates lestaussidest kuni inimesteni. Arvatakse, et selle rühma vanim kinnitatud fossiil organismist on rohkem kui 500 miljonit aastat vana.
Kahepoolne sümmeetria pakub organismidele mitmeid eeliseid. See võimaldab organismil olla voolujoonelisem ja seeläbi kiiremini liikuv. Tõepoolest, tuleb märkida, et loomaliigid, millel puudub kahepoolne sümmeetria, on kas väga aeglaselt liikuvad, nagu meritähtede puhul, või täiesti istuvad, nagu näiteks käsnade ja anemoonide puhul.
Liik, mille keha on spetsialiseerunud liikuma kindlal teljel, mitte kõigis suundades võrdselt, võib ka suurema osa oma sensoorsetest organitest ja nendega seotud närvikoest koondada oma keha esiossa, selle asemel, et neid igas suunas levitada. Organismi keha esiosa spetsialiseerumine, mida nimetatakse tsefaliseerimiseks, võib närvikoe tsentraliseerumisel kaasa tuua keerukama käitumise ja suurema intelligentsuse. Kõik organismid, millel on rohkem kui väga algeline närvisüsteem, on bilateeria. Inimeste ja teiste väga intelligentsete loomade keerukate ajude evolutsiooniline päritolu on selles protsessis.