Dychotomiczny klucz to seria pytań dotyczących organizmu. Pytania są prezentowane w parach i organizowane w taki sposób, że odpowiedź na nie skutkuje prawidłową identyfikacją organizmu. Jeden z przykładów klucza dychotomicznego jest dostępny na stronie internetowej Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej.
Klucze dychotomiczne, znane również jako klucze dostępu pojedynczego lub klucze sekwencyjne, analityczne lub ścieżki, są narzędziami używanymi przez naukowców i amatorów przyrodników do identyfikacji organizmów nieznanych gatunków. Nie mają one służyć jako systemy klasyfikacji, ale pytania można pogrupować według współczesnych schematów klasyfikacji.
Podczas używania klucza dychotomicznego użytkownik otrzymuje dwa pytania dotyczące organizmu pod ręką i może odpowiedzieć tylko na jedno z pytań twierdzących. Każda odpowiedź twierdząca prowadzi do kolejnej pary pytań, aż użytkownik prawidłowo zidentyfikuje organizm.
Jedna krytyka kluczy dychotomicznych polega na tym, że badany organizm może nie mieć wszystkich cech reprezentowanych w pytaniach, które użytkownik zadaje, próbując go zidentyfikować. Na przykład, koty zazwyczaj mają futro, ale koty Sfinksa nie. Dlatego seria pytań zaprojektowanych do identyfikacji kota błędnie zidentyfikowałaby Sfinksa jako coś innego. Podobny problem powstałby, gdyby użytkownik nie miał pełnego dostępu do organizmu. Na przykład, jeśli pytanie dotyczy kształtu zębów organizmu, a użytkownik nie miał możliwości zbadania swoich zębów, klucz nie byłby pomocny.