Двойственный граф ${\displaystyle G'}$ к планарному графу ${\displaystyle G}$ — это граф, в котором вершины соответствуют граням графа ${\displaystyle G}$; две вершины соединены ребром если и только если соответствующие им грани графа ${\displaystyle G}$ имеют общее ребро. Например, двойственны друг к другу графы куба и октаэдра.

Термин двойственный используется ввиду того, что это свойство симметрично — если H двойственен G, то G двойственен H (при условии, что G связен). То же самое понятие можно использовать для вложения графов в многообразия. Понятие двойственности графов отличается от рёберно-вершинной двойственности (рёберный граф) графа и эти два понятия не следует путать.