Phân loại nhị phân (tiếng Anh: Binary classification) là nhiệm vụ phận loại các phần tử của một tập hợp các đối tượng ra thành 2 nhóm dựa trên cơ sở là chúng có một thuộc tính nào đó hay không (hay còn gọi là tiêu chí). Một số nhiệm vụ phân loại nhị phân điển hình:Phân loại nói chung là một trong những vấn đề được nghiên cứu trong khoa học máy tính với mục đích học tự động các hệ thống phân loại. Một số phương pháp thích hợp cho việc học phân loại nhị phân gồm có: cây quyết định, mạng Bayes, support vector machine, và mạng nơron.