Dizygotní dvojče, nazývané také bratrské dvojče nebo neidentické dvojče, dva sourozenci, kteří pocházejí z oddělených vajíček, která jsou uvolněna ve stejnou dobu z vaječníku a jsou oplodněna oddělenými spermiemi. Termín pochází z di, což znamená „dva“, a zygota, „vajíčko“. Míra dizygotních dvojčat se ve světě značně liší. Například v některých oblastech střední a západní Afriky je počet dvojčat velmi vysoký; studie v Nigérii uvádějí počet více než 45 dvojčat na 1 000 porodů. Oproti tomu v jižní a jihovýchodní Asii se zdá, že počet dvojčat je pouhých 6 až 9 na 1 000 porodů. Ačkoli se tyto údaje týkají všech narozených dvojčat (jednovaječných i dvojvaječných), dvojvaječná dvojčata tvoří většinu – nejméně dvě třetiny z nich.
Dvojvaječná dvojčata se vyvíjejí v děloze odděleně. Každá zygota se vyvíjí s vlastním chorionem (neboli vnějším vakem). Chorion je spojen s placentou, což je ochranná blána, která obklopuje vyvíjející se plod. Placenta lemuje děložní stěnu, částečně obaluje plod a je připojena k pupečníku. Placenta zajišťuje výměnu živin, odpadních látek a plynů mezi krví matky a plodu. Každá zygota má také svůj vlastní vnitřní vak, který obsahuje plodovou vodu, a u každé se vyvíjí vlastní placenta. Pokud se však obě zygoty uhnízdí v děloze blízko sebe, mohou se obě placenty na ultrazvuku jevit jako jedna.
Protože se jedná o dvě samostatné zygoty, je genetická výbava dyzygotních dvojčat odlišná, a proto nejsou identická. V průměru budou tato dvojčata sdílet polovinu svých genů, stejně jako jakýkoli jiný pár sourozenců. Navíc mohou být stejného pohlaví nebo se může jednat o pár muže a ženy. Dvojvaječná dvojčata mohou mít různé otce, což znamená, že jedno vajíčko je oplodněno spermií jednoho otce a druhé vajíčko je oplodněno jinou spermií jiného otce. Tyto případy jsou vzácné a bylo jich zdokumentováno jen málo.
Dizygotní dvojčata se nejčastěji vyskytují u starších matek, přičemž nejvyšší výskyt byl zjištěn u matek starších 35 let. S příchodem technologií a technik, které ženám pomáhají při otěhotnění, se počet dizygotních dvojčat výrazně zvýšil. V některých případech je důležitým faktorem výskyt dizygotních dvojčat v rodině. Mezi další možné predispozice k dvojvaječným dvojčatům patří vyšší a těžší matky, nedávné vysazení perorální antikoncepce, emoční stres a strava. Objevily se spekulace, že strava může hrát výraznou roli u afrických matek, zejména u Jorubů v Nigérii, kde se vysoká frekvence výskytu dvojvaječných dvojčat shoduje s konzumací velkého množství batátů bohatých na fytoestrogeny. Environmentální stres způsobený chemickými látkami ve vysoce znečištěných oblastech může mít negativní vliv na četnost dvojčat. Ačkoli jsou tedy pravděpodobně důležité určité faktory v pozadí, výskyt dvojvaječných dvojčat může být také ovlivněn složitou kombinací událostí, z nichž mnohé ještě nejsou zcela objasněny.