Biestabilidad es un término para cualquier sistema dinámico con dos equilibrios. Es decir, un sistema que puede estar en reposo en dos, y solo, dos posiciones diferentes porque estas son dominantes sobre sus vecinos inmediatos. Un sistema biestable estará en uno de sus equilibrios estables la mayor parte del tiempo, aunque no necesariamente todo el tiempo.
Un modelo bidimensional de espacio de estados puede definir la biestabilidad con precisión. Una función biestable tiene exactamente dos óptimos, hacia los que, por definición, es probable que se mueva el sistema. En un gráfico, esto se ve como dos valles con un pico entre ellos, asumiendo que el sistema tiende hacia posiciones que son «más bajas» en la variable del eje y. Estos canales no tienen necesariamente el mismo valor; uno puede ser más profundo que el otro. Para que el sistema muestre biestabilidad, los canales solo deben estar lo suficientemente separados para que el sistema no se deslice típicamente desde el óptimo menor al mayor.
Un ejemplo físico relativamente simple de biestabilidad es un interruptor de luz. Si el interruptor está encendido, permanece encendido; si está apagado, permanece apagado. Las posiciones intermedias son temporales y tienden a estos dos óptimos. Otros equilibrios son raros o inexistentes.
En electrónica, la biestabilidad describe un tipo específico de circuito llamado flip-flop. Un flip-flop se construye con el propósito de mantener una de dos posiciones. Estos circuitos cambian su valor solo de acuerdo con una entrada predecible. La simplicidad de este sistema le permite servir como un bloque de construcción para aparatos mucho más complicados, incluidos los ordenadores.
La biestabilidad también puede aplicarse a sistemas directamente más complicados que no se ajustan precisamente a este modelo. Otras variables pueden tener efectos sobre el estado del sistema, y un grado de caos suficientemente alto puede mantener el sistema fuera de equilibrio. Modelar estos sistemas como biestables puede resultar útil.
La diferencia entre dormir y despertar en un organismo, por ejemplo, puede entenderse como biestable. Despierto y dormido son los dos óptimos; las condiciones intermedias tienden hacia estas posiciones. La actividad física correlacionada con estos dos estados es extremadamente complicada y hay muchas formas diferentes de estar despierto, dormido y en algún punto intermedio. Sin embargo, el sistema tiene tendencias biestables. Una vez que un organismo comienza a despertarse, este proceso generalmente desencadena un gran conjunto de señales secundarias que lo ayudan a mantener la vigilia. Los seres humanos han encontrado una variedad de formas de complicar esta biestabilidad con medicamentos e iluminación interior, pero la biestabilidad sigue siendo poderosa incluso para ellos.