La diplopie binoculaire est la conséquence d'une atteinte du système oculomoteur. La démarche diagnostique devant cette plainte s'appuie sur l'interrogatoire et l'examen précis du patient complétés par un bilan qui dépend des données de cet examen initial, et dans lequel l'imagerie tient une grande place. Les paralysies oculomotrices sont la principale cause de diplopie binoculaire ; leurs étiologies sont multiples dominées par les traumatismes, les atteintes vasculaires et la pathologie tumorale. L'existence d'une diplopie douloureuse liée à une atteinte du III est une urgence qui doit faire éliminer une fissuration anévrismale s'il existe une mydriase du côté paralysé ; une paralysie douloureuse du III extrinsèque chez un sujet âgé doit faire écarter une maladie de Horton. En dehors du traitement étiologique propre, il est important de ne pas laisser les patients voir double.