双子叶植物纲（学名：Dicotyledoneae）是被子植物门下的一纲。胚通常具有2枚子叶。主根常发达，少数不发达成为须根状。茎内维管束排列成圆简形（环状排列），有形成层保持分裂能力，故茎能加粗。叶脉多为网状脉。花部（即萼片、花瓣、雄蕊）常为5数或4数（即5枚、4枚或其倍数），少部分为多数。

双子叶植物纲与单子叶植物纲具有性状交错的现象，说明两者具有密切的亲缘关系。从进化角度来看，单子叶植物的须根系、无形成层、平行脉等性状，都是次生的，它的单萌发孔却保留了比大多数双子叶植物还要原始的特征。在原始的双子叶植物中，也具有单萌发孔的花粉粒，这给单子叶植物起源于双子叶植物提供了依据。

19世纪以来，许多植物分类工作者为建立一个“自然”的分类系统做出了巨大努力。他们根据各自的系统发育理论，提出了许多不同的被子植物分类系统。但由于有关被子植物起源、演化的知识和化石证据不足，还没有一个比较完善而公认的分类系统。世界上运用比较广泛较为流行的主要有恩格勒系统、哈钦松系统、克朗奎斯特系统和塔赫他间系统。

德国植物分类学家恩格勒（A. Engler）和勃兰特（K. Prant）于1897年在《植物自然分科志》（ Die natuelichen pflanzenfamilien）巨著中所发表的系统，它是植物分类史上第一个比较完整的系统。其中，将双子叶植物纲分为离瓣花亚纲（古生花被亚纲）和合瓣花亚纲（后生花被亚纲）共计45目，280科。塔赫他间系统经过多次修订（1966，1968，1980年），在1980年修订版中，将双子叶植物纲（木兰纲）分为20超目，71目333科。克朗奎斯特系统接近塔赫他间系统，把被子植物门（称木兰植物门）分成木兰纲（双子叶植物纲）和百合纲（单子叶植物纲），但取消了“超目”一级分类单元，科的划分也少于塔赫他间系统。在1981年修订版中，木兰纲（双子叶植物纲）包括6个亚纲，318科。中国有的植物园及教科书已采用这一系统。

除此之外，还有APG系统，在该系统中无双子叶植物纲一说。被子植物APG分类系统，是1998年由被子植物系统发育研究组（Angisperm Phylogeny Group，简称为APG）发表的一种基于三个DNA序列（两个叶绿体和一个核糖体的基因序列）而建立的被子植物分类系统。其后又分别于2003年和2009年进行了补充和修订，分别称为APGⅡ和APGⅢ。该分类系统与传统分类系统所不同的是，主要依据DNA序列，以分支分类学的方法而建立的，同时也参考了其他广义形态学的特征。该系统将整个被子植物划分为基部被子植物和真双子叶植物两大类；基部被子植物包括最基部被子植物、单子叶植物和木兰类三类，真双子叶植物包括基部真双子叶植物和核心真双子叶植物。其中核心真双子叶植物占了整个被子植物80%以上的种类。APG系统是公认的较为客观的一个分类系统。

双子叶植物纲植物多为木本或草本。主根发达，多为直根系，但也有不少植物具须根系，如毛茛科、车前科、菊科等科中的一些植物。许多植物的根和茎有典型的次生生长，即维管束形成层向内产生木质部，向外产生韧皮部；根、茎、叶的维管束常有导管，但在一些古老的科和退化的种类中缺如。草本类型的茎中维管束常为开放型（即形成层位部和韧皮部中间），较少为封闭型，通常排成环状，很少排成2至多环或分散，茎中央常包含有髓。叶通常具叶柄和扩展的叶片，叶片常为网状脉。

花有各式蜜腺，或无蜜腺；花部如有定数，通常为5数，或较少为4数，很少为3数（木兰科、樟科等）或其他数目（心皮数常较少）。花粉粒常为三萌发孔及其衍生类型，但在一些较古老的科中为单萌发孔类型，其他衍生类型包括二萌发孔、多萌发孔和无萌发孔类型。子叶2，稀1、3或4（胚具1片子叶的现象可见于毛茛科、伞形科等科）；极少数种类（一些高度腐生或寄生的类型）的胚不分化。

上述区别点不是绝对的，而是相对的、综合的，常有交错现象。如双子叶植物纲中的睡莲科、毛茛科、小檗科、罂粟科、伞形科等有一片子叶的现象；毛茛科、车前科、菊科等部分植物具有须根系；胡椒科、石竹科、睡莲科、毛茛科等有星散排列维管束的植物；毛茛科小檗科、木兰科、樟科有3基数的花。单子叶植物纲中的天南星科、百合科、薯蓣科等有网状脉；眼子菜科、百部科、百合科等有4基数的花。

双子叶植物纲植物广布于全球，生长环境复杂多样。

词条考虑到被子植物演化关系以及与其他学科间的知识衔接，采用恩格勒系统（1964）将双子叶植物纲分为48目，290科；按照《中国植物志》又分为2亚纲。也有不少植物学家将其分为离瓣花类和合瓣花类两类。

双子叶植物纲植物有很多种类与国计民生有密切关系，例如棉、麻、大豆、落花生、向日葵、番薯、马铃薯、梨、苹果、柑、烟草、薄荷、樟、楠和各种瓜类。来自双子叶植物的传统中药材种类最多，常见的有人参、三七、大黄、羌活、川芎、丹参、当归、杜仲、杞子等。