二重母音（にじゅうぼいん、英語diphthong）とは、調音の開始時と終了時で音質を異にする母音のことを言う。調音している間に調音器官の位置が変化することによって生じる。
始まりの音質と終わりの音質を比べれば確かに違うが、調音器官が滑らかに移動することによって、聴覚的に1つの母音として認識される。
二重母音は、始まりの音質の方が聞こえ度の高いものを下降二重母音と言い、終わりの音色の方が聞こえ度の高い上昇二重母音と区別される。
また、上昇二重母音が途中で調音器官の移動方向を変えて下降することによって三重母音となることがある。
逆に調音器官の移動が急激に変化し、2つの母音として認識されるものは母音接続（連母音・ヒアートゥス）と呼ばれて区別される。
国際音声字母では始まりの音色を表す母音字母と終わりの音色を表す母音字母を並べて書き、聞こえ度の低い字母の方に音節(副音)を示す記号 [ ̯ ] を付けて表す。
例えば、下降二重母音では英語の cake [keɪ̯k]、上昇では中国語の 花 [hu̯a] などがある。
一方、母音接続の場合は、二つの字母の途中に(音節境界)を表す記号 [.] を入れて表す。例えば、フランス語の pays [pe.i]。日本語の姪 [me.i]、甥 [o.i] など。
日本語では通常の会話においてアイ、アウ、アオ、オイ、オウの他にも、アエ、ウエ、ウイ、オエなどが二重母音として現れやすい。しかし、ゆっくり丁寧に発音されると母音接続となり、日本語話者の意識では2つの母音または音節どころかその数のモーラとして扱われる。