双电层（double layer，缩写DL）模型是胶体化学中有关胶体结构的一个模型，是一种在物体暴露于流体时出现在物体表面的结构。物体可能是固体颗粒，气泡，液滴或多孔介质。双电层是指围绕物体的两个平行电荷层。第一层表面电荷由因化学相互作用而吸附到物体上的离子组成。第二层由受到表面电荷的库仑力吸引的离子组成，第二层对第一层有电场屏蔽作用。第二层由自由离子组成，与物体本身的联系很松散，这些自由离子在电吸引和热运动的影响下在流体中移动，而不是被牢固地锚定。因此，第二层被称为“扩散层”。

界面双电层在表面积与体积之比较大的系统中最为明显，例如微米尺度上的胶体或带有纳米尺度的微粒或孔的多孔体。但是，双电层对其他现象（例如电极的电化学行为）同样起重要的影响。

双电层在许多日常物质中起着基本作用。例如，存在均质的牛奶仅是因为脂肪滴被双电层覆盖，阻止了其凝结成奶油。双电层实际上存在于所有基于异质流体的系统中，例如血液，油漆，油墨，陶瓷和水泥浆。

双电层与动电现象和电声现象密切相关。