Bistabilitatea este un termen pentru orice sistem dinamic cu două echilibre. Adică un sistem care poate fi în repaus în două, și numai, două poziții diferite, deoarece acestea sunt dominante asupra vecinilor lor imediati. Un sistem bistabil se va afla la unul dintre echilibrele sale stabile de cele mai multe ori, deși nu neapărat tot timpul.
Un model bidimensional al spațiului de stare poate defini cu precizie bistabilitatea. O funcție bistabilă are exact două optime către care, prin definiție, sistemul este probabil să se deplaseze. Într-un grafic, acestea arată ca două jgheaburi cu un vârf între ele – presupunând că sistemul tinde către poziții care sunt „inferioare” pe variabila axa y. Aceste jgheaburi nu au neapărat aceeași valoare; unul poate fi mai profund decât celălalt. Pentru ca sistemul să prezinte bistabilitate, jgheaburile trebuie să fie suficient de separate, astfel încât sistemul să nu alunece de la optimul mai mic la cel mai mare.
Un exemplu fizic relativ simplu de bistabilitate este un comutator de lumină. Dacă întrerupătorul este pornit, rămâne pornit; dacă este oprit, rămâne oprit. Pozițiile intermediare sunt temporare și tind spre aceste două optime. Alte echilibre sunt rare sau inexistente.
În electronică, bistabilitatea descrie un tip specific de circuit numit flip-flop. Un flip-flop este construit cu scopul de a menține una dintre cele două poziții. Aceste circuite își schimbă valoarea numai în funcție de o intrare previzibilă. Simplitatea acestui sistem îi permite să servească drept bloc pentru aparate mult mai complicate, inclusiv computere.
Bistabilitatea se poate aplica și la sistemele mai complicate direct care nu se conformează exact acestui model. Alte variabile pot avea efecte asupra stării sistemului, iar un grad suficient de mare de haos poate menține sistemul în afara echilibrului. Modelarea acestor sisteme ca bistabile poate fi încă utilă.
Diferența dintre somn și veghe într-un organism, de exemplu, poate fi înțeleasă ca bistabilă. Treaz și adormit sunt cele două optime; condiţiile intermediare tind spre aceste poziţii. Activitatea fizică corelată cu aceste două stări este extrem de complicată și există multe moduri diferite de a fi treaz, adormit și undeva între ele. Cu toate acestea, sistemul are tendințe bistabile. Odată ce un organism începe să se trezească, acest proces declanșează de obicei un set mare de semnale secundare care îl ajută să mențină starea de veghe. Oamenii au găsit o varietate de modalități de a complica această bistabilitate cu medicamente și iluminare interioară, dar bistabilitatea rămâne puternică chiar și pentru ei.