Dvostranska simetrija, včasih imenovana simetrija refleksije ali zrcalna simetrija, pomeni, da ima predmet ali oblika dve polovici, ki sta zrcalni sliki drug drugega. Na primer, velika črka T in enakokraki trikotnik sta obojestransko simetrična. Izraz se najpogosteje uporablja v biologiji, kjer se nanaša na organizme, ki imajo dve simetrični polovici, če so razdeljeni samo vzdolž ene ravnine. Temu pravimo sagitalna ravnina, namišljena navpična ravnina, ki gre skozi središče telesa organizma od spredaj nazaj in ga razdeli na levo in desno stran. Večina živalskih vrst ima dvostransko simetrijo, vključno z ljudmi, rastline pa imajo pogosto posebne strukture, ki so dvostransko simetrične.
Kadar se izraz »dvostranska simetrija« uporablja za živa bitja in ne za geometrijske oblike, je simetrija le približna, ker proces biološke rasti ni popolnoma natančen in noben organizem ni popolnoma simetričen. Postavitev in struktura notranjih organov prav tako ni nujno, da sta popolnoma simetrična, da se organizem lahko šteje za dvostransko simetričnega. Človeška jetra se na primer nahajajo na desni strani trebušne votline in povsem normalno je, da ima oseba asimetrije, kot je ena roka ali noga, ki je nekoliko daljša od druge.
Dvostranska simetrija se razlikuje od radialne simetrije, ki se nanaša na oblike, ki jih je mogoče razdeliti na približno simetrične polovice vzdolž več kot ene ravnine. Morske zvezde in meduze so primeri radialno simetričnih živali. Dvostransko simetrični organizmi, ker so simetrični samo v eni ravnini, imajo ločene sprednje in zadnje strani, radialno simetrični pa ne. Številne rastline imajo dele, ki so obojestransko simetrični, na primer listi dreves.
Živalske vrste, ki imajo dvostransko simetrijo, se skupaj imenujejo bilateralne. To je ogromna kategorija, ki vključuje večino živalskih tipov in zajema izjemno raznoliko paleto organizmov, od ploščatih črvov do ljudi. Najstarejši potrjeni fosil organizma v tej skupini naj bi bil star več kot 500 milijonov let.
Dvostranska simetrija zagotavlja številne prednosti za organizme. Omogoča, da je organizem bolj poenostavljen in s tem hitrejši. Pravzaprav je treba opozoriti, da so živalske vrste, ki nimajo dvostranske simetrije, bodisi zelo počasne, kot je to pri morskih zvezdah, bodisi popolnoma sedeče, kot v primeru organizmov, kot so spužve in morske vetrnice.
Vrsta, ki ima telo, specializirano za premikanje po določeni osi, ne pa enako v vseh smereh, lahko tudi koncentrira večino svojih čutnih organov in pripadajočega živčnega tkiva v sprednjem delu svojega telesa, namesto da bi jih bilo treba širiti v vse smeri. Ta specializacija glavnega dela telesa, imenovana cefalizacija, lahko vodi do razvoja bolj zapletenega vedenja in večje inteligence, ko se živčno tkivo centralizira. Vsi organizmi z več kot zelo rudimentarnim živčnim sistemom so bilateralni. Kompleksni možgani ljudi in drugih visoko inteligentnih živali imajo v tem procesu svoj evolucijski izvor.