دسته‌بندی دوتایی یا دسته‌بندی باینری (به انگلیسی: Binary classification) وظیفه طبقه‌بندی عناصر یک مجموعه به دو گروه (که هر کدام رده، دسته یا کلاس نامیده می‌شود) بر اساس یک قانون دسته‌بندی است. مسائل نمادین دسته‌بندی باینری عبارتند از:
آزمایشات پزشکی برای تعیین اینکه آیا یک بیمار، بیماری خاصی دارد یا خیر.
کنترل کیفیت در صنعت، تصمیم‌گیری دربارهٔ اینکه آیا یک مشخصات برآورده شده‌است یا خیر.
در بازیابی اطلاعات، تصمیم‌گیری دربارهٔ اینکه آیا یک صفحه باید در مجموعه نتایج جستجو باشد یا خیر.
