دو به دو متمایز به این معنی است که هر دو عنصر یا شیء مورد نظر، از یکدیگر تفاوت دارند و نمیتوانند یکسان باشند. به عبارت دیگر، در یک مجموعه، اگر بخواهیم دو شیء را به صورت دو به دو متمایز انتخاب کنیم، باید انتخابهای ما از دو شیء انجام شود که هیچکدام از آنها به دیگری شبیه نباشد.
به عنوان مثال، اگر مجموعهای از اعداد را در نظر بگیریم: {1, 2, 3}، انتخاب دو به دو متمایز از این مجموعه به این معنا است که از هر دو عدد مجزا باید انتخاب کنیم. بنابراین انتخابهایی مثل (1, 2)، (1, 3)، و (2, 3) مجاز هستند، ولی انتخاب (1, 1) یا (2, 2) مجاز نیستند زیرا دو عدد یکسانی را انتخاب کردهایم.
در مسائل combinatorics یا ترکیبیات، مفهوم دو به دو متمایز برای محاسبه تعداد ترکیبها یا دنبالههای ممکن بسیار مهم است.