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 place quasi systématique. 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. Il existe quatre urgences absolues à rechercher systématiquement. La fissuration anévrismale à évoquer devant toute paralysie du nerf III, a fortiori si des douleurs et une mydriase homolatérale sont présentes, l'artérite à cellules géantes chez tout patient de plus de 50 ans, la myasthénie généralisée en cas de fluctuations ou de signes neurologiques associés, et l'apoplexie pituitaire en cas d'atteinte de plusieurs nerfs oculomoteurs, volontiers douloureuse et associée à une baisse visuelle. En dehors du traitement étiologique propre, il est important de ne pas laisser les patients voir double.