Dikotomi innebär en uppdelning av en helhet i två separata delar. Delarna är alltså:
De två delarna som har bildats är varandras komplement.
Inom logiken är delarna varandras motsatser, så att om den ena halvan innefattar ett påstående utesluts detta från den andra halvan, lagen om det uteslutna tredje. Påståenden med en inneboende självmotsägelse, exempelvis "Jag ljuger nu" leder till Russells paradox.
Termen har en lång rad användningsområden, bland annat inom naturvetenskap och argumentationsanalys.