分子中两个原子之间由共用两对电子而形成的共价键，叫做双键。双键通常用两条短线表示。双键通常由一个σ键和一个π键构成的，但它不是单键的简单加和。例如，乙烯分子中碳碳双键，键能是598KJ/mol，而乙烷分子中碳碳单键，键能是374KJ/mol。这表明碳碳双键，键能小于碳碳单键键能的两倍。而丙酮分子中碳氧双键键能（750KJ/mol）大于甲醚分子中碳氧单键的键能（360KJ/mol）的两倍。一般情况下，双键不能自由转动，否则双键中的π键要断裂。双键的主要化学特性是其中的π键容易断裂而跟其他原子或原子团发生加成反应。在共轭二烯烃等有机物中，两个双键被一个单键间隔。最简单的二烯烃是1，3-丁二烯（CH₂=CH—CH＝CH₂）。该分子中所有的原子处于同一平面上，4个碳原子都以sp²杂化轨道成键形成3个碳碳σ键和6个碳氢σ键。每个碳原子上的未杂化p 轨道垂直于该平面，相互侧面交叠，形成一个π-π共轭体系，叫做共轭双键。