Bilateralna simetrija, koja se ponekad naziva simetrija refleksije ili zrcalna simetrija, znači da predmet ili oblik ima dvije polovice koje su jedna drugoj zrcalne slike. Na primjer, veliko slovo T i jednakokračni trokut su obostrano simetrični. Izraz se najčešće koristi u biologiji, gdje se odnosi na organizme koji imaju dvije simetrične polovice kada su podijeljeni samo u jednoj ravnini. To se zove sagitalna ravnina, zamišljena okomita ravnina koja prolazi središtem tijela organizma od naprijed prema natrag, dijeleći ga na lijevu i desnu stranu. Većina životinjskih vrsta ima bilateralnu simetriju, uključujući ljude, a biljke često imaju posebne strukture koje su bilateralno simetrične.
Kada se izraz “bilateralna simetrija” koristi za živa bića, a ne za geometrijske oblike, simetrija je samo približna, jer proces biološkog rasta nije savršeno precizan, a niti jedan organizam nije savršeno simetričan. Položaj i struktura unutarnjih organa također ne moraju biti savršeno simetrični da bi se organizam smatrao bilateralno simetričnim. Ljudska jetra se nalazi na desnoj strani trbušne šupljine, na primjer, i sasvim je normalno da osoba ima asimetrije poput jedne ruke ili noge koja je nešto duža od druge.
Bilateralna simetrija razlikuje se od radijalne simetrije, koja se odnosi na oblike koji se mogu podijeliti na otprilike simetrične polovice duž više od jedne ravnine. Morske zvijezde i meduze primjeri su radijalno simetričnih životinja. Bilateralno simetrični organizmi, budući da su simetrični samo u jednoj ravnini, imaju različite prednje i stražnje strane, ali radijalno simetrični organizmi nemaju. Mnoge biljke imaju dijelove koji su obostrano simetrični, kao što je lišće drveća.
Životinjske vrste koje imaju bilateralnu simetriju zajednički se nazivaju bilateria. Ovo je ogromna kategorija koja uključuje većinu životinjskih vrsta i obuhvaća enormno raznolik niz organizama, u rasponu od ravnih crva do ljudskih bića. Vjeruje se da je najstariji potvrđeni fosil organizma u ovoj skupini star više od 500 milijuna godina.
Bilateralna simetrija pruža niz prednosti za organizme. Omogućuje organizmu da bude jednostavniji, a time i da se brže kreće. Doista, treba napomenuti da su životinjske vrste koje nemaju bilateralnu simetriju ili vrlo spore, kao što je slučaj s morskim zvijezdama, ili potpuno sjedeće, kao u slučaju organizama kao što su spužve i anemone.
Vrsta koja ima tijelo specijalizirano za kretanje po određenoj osi, a ne jednako u svim smjerovima, također može koncentrirati većinu svojih osjetilnih organa i povezanog živčanog tkiva u prednjem dijelu svog tijela umjesto da ih mora širiti u svim smjerovima. Ova specijalizacija najvažnijeg dijela tijela organizma, nazvana cefalizacija, može dovesti do evolucije složenijeg ponašanja i veće inteligencije kako živčano tkivo postaje centralizirano. Svi organizmi s više od vrlo rudimentarnog živčanog sustava su bilateralni. Složeni mozgovi ljudi i drugih visoko inteligentnih životinja imaju svoje evolucijsko podrijetlo u ovom procesu.