二項分類(にこうぶんるい、英: Binary classification)は、オブジェクトの集合を個々のオブジェクトがある特定の属性を持つかどうかで2種類にグループ分けする分類作業である。二値分類(にちぶんるい)、2クラス分類とも呼ばれ、多クラス分類において分類先のクラス数が2の場合と考えることができる。