En biologie, une clé de classification est un moyen de catégoriser les organismes vivants en les identifiant et en les triant selon des caractéristiques communes. Également appelée clé dichotomique, clé à accès unique ou clé de voie, la processus permet la classification des organismes en répondant à une série de questions d'identification hiérarchiques et spécifiques en choisissant l'une des deux réponses possibles. La réponse choisie mène à la question suivante à deux réponses, qui se poursuit ensuite dans un ordre séquentiel qui affine davantage les caractéristiques de l'organisme et mène finalement à sa catégorisation finale.
Un exemple d'exercice de clé de classification simple qui pourrait être utilisé pour illustrer le concept aux élèves commencerait par une question de départ telle que : « Est-ce un animal ou une plante ? » Si la réponse est « animal », la prochaine série de deux questions pourrait être : « Est-ce qu'il marche ou vole ? » Si la réponse à la première question était « plante » au lieu d'« animal », la question suivante pourrait être : « A-t-il un tronc ou une tige ? »
Une clé de classification utilisée pour organiser les êtres vivants est également appelée clé biologique. La première utilisation du procédé est attribuée au IVe siècle av. scientifique et philosophe, Aristote. En utilisant l'approche de questionnement dichotomique à deux branches, Aristote a commencé par demander d'abord si l'organisme possédait ou non du sang rouge. La réponse « pas de sang rouge » a conduit à la question suivante : « A-t-il un corps dur ou un corps mou ? » La réponse « corps mou » a conduit à la question suivante : « A-t-il une coque ou pas de coque ? » En poursuivant l'une ou l'autre branche de la question originale "sang rouge ou pas de sang rouge" a permis à Aristote de classer divers organismes tels que les mammifères, les oiseaux, les lézards, les poissons, les crustacés et les insectes. Ce faisant, Aristote a développé l'un des premiers systèmes de classification scientifique.