Μια διπλή τροχαλία είναι ένα σύστημα δύο τροχαλιών που χρησιμοποιούνται μαζί για τη μετακίνηση ενός φορτίου. Αυτός ο όρος μπορεί να αναφέρεται σε δύο ξεχωριστές τροχαλίες που ενώνονται με σχοινιά και χρησιμοποιούνται μαζί. Μπορεί επίσης να αναφέρεται σε μια ενιαία μονάδα δύο τροχαλιών η μία δίπλα στην άλλη που περιστρέφονται σε έναν κοινό άξονα. Οι πολλαπλές τροχαλίες που χρησιμοποιούνται μαζί αναφέρονται ως σύστημα σύνθετης τροχαλίας και μια διπλή τροχαλία είναι ο απλούστερος τύπος τέτοιου συστήματος.
Αποτελούμενη από έναν αυλακωτό τροχό που στηρίζεται σε έναν κεντρικό άξονα, μια τροχαλία είναι ένας τύπος απλής μηχανής. Ένα σχοινί, αλυσίδα ή καλώδιο τυλιγμένο γύρω από τον τροχό, το οποίο ονομάζεται επίσης τροχαλία, βρίσκεται στην αυλάκωση στην άκρη του τροχού. Το ένα άκρο είναι τυπικά προσαρτημένο στο φορτίο ενώ το άλλο άκρο έλκεται για να ασκήσει δύναμη στο φορτίο προκειμένου να το μετακινήσει.
Η χρήση τροχαλίας παρέχει ένα μηχανικό πλεονέκτημα που διευκολύνει τη μετακίνηση ενός φορτίου. Ο όρος «μηχανικό πλεονέκτημα» αναφέρεται στη δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός φορτίου διαιρεμένη με τη δύναμη αντίστασης που ασκεί το φορτίο, όπως το βάρος του. Υψηλότερο μηχανικό πλεονέκτημα σημαίνει ότι απαιτείται λιγότερη προσπάθεια για τη μετακίνηση του ίδιου φορτίου.
Ο σκοπός μιας διπλής τροχαλίας είναι να αυξήσει το μηχανικό πλεονέκτημα του συστήματος, μειώνοντας έτσι την προσπάθεια που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός δεδομένου φορτίου. Καθώς προστίθενται περισσότερες τροχαλίες σε ένα σύστημα σύνθετης τροχαλίας, το βάρος του φορτίου διαιρείται και το φορτίο γίνεται ευκολότερο να μετακινηθεί. Ωστόσο, η τριβή μεταξύ του σχοινιού, της αλυσίδας ή του καλωδίου και των τροχών των τροχαλιών αυξάνεται καθώς προστίθενται περισσότερες τροχαλίες στο σύστημα. Αυτό καθιστά πιο δύσκολη τη μετακίνηση του φορτίου, επομένως ο αριθμός των τροχαλιών που μπορεί πρακτικά να ενσωματώσει ένα σύνθετο σύστημα είναι περιορισμένος. Δύο τροχαλίες, ωστόσο, τυπικά περιλαμβάνουν αρκετά μικρή τριβή ώστε η προσπάθεια που πρέπει να ασκηθεί για να μετακινηθεί το φορτίο σχεδόν στο μισό.
Συστήματα διπλής τροχαλίας ή άλλα συστήματα σύνθετων τροχαλιών βρίσκονται συνήθως σε περιβάλλοντα όπου η ανύψωση βαρών πρέπει να γίνεται με το χέρι. Για παράδειγμα, τα βαριά φορτία μπορεί να χρειαστεί να μετακινηθούν χειροκίνητα σε βάρκες ή πλοία. Το πρόσθετο μηχανικό πλεονέκτημα μιας σύνθετης τροχαλίας είναι χρήσιμο ή και απαραίτητο σε τέτοιες περιπτώσεις. Οι ομάδες έρευνας και διάσωσης μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν συστήματα διπλής τροχαλίας για επιχειρήσεις σε καταστάσεις άγριας φύσης όπου δεν υπάρχει ισχύς για τη βαριά εργασία.
Όπου υπάρχει διαθέσιμη ισχύς, μπορεί να χρησιμοποιηθεί διπλή τροχαλία για να μειώσει τη φθορά ενός κινητήρα ή να επιτρέψει τη χρήση ενός μικρότερου κινητήρα. Ένας ανελκυστήρας είναι ένα συνηθισμένο παράδειγμα μιας τροφοδοτούμενης εφαρμογής που συνήθως χρησιμοποιεί ένα τέτοιο σύστημα τροχαλίας. Η μία τροχαλία είναι στερεωμένη στην κορυφή του φρεατίου ενώ η άλλη ταξιδεύει με το διαμέρισμα του ανελκυστήρα καθώς κινείται πάνω και κάτω. Ένα φορτηγό μπορεί να χρησιμοποιήσει μια διπλή τροχαλία για να μειώσει το φορτίο σε ένα βαρούλκο όταν τραβάτε ένα βαρύ φορτίο ή όταν απομακρύνετε ένα κολλημένο. Οι βιομηχανικές και κατασκευαστικές εργασίες τα χρησιμοποιούν συχνά με γερανούς και ανυψωτικά για τη μετακίνηση μεγάλων παλετών υλικών ή για την ανύψωση υλικών για την κατασκευή κτιρίων.