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  雙層巴士由兩層構成,兩層之間有樓梯相連線,樓梯在車廂的中部或後部。大多的巴士有兩扇車門,分別設在車的前部和中部。雖然汽車的長度和寬度與一般巴士並無差別,但由於多了一層,車輛高度比其他的高,這使得此種車型的運載量比其它車要大,比單層巴士能接載多接近一倍的乘客。雖然雙層巴士較容易受到建築物的高度限制,但相比起要達到相同載客量的掛接式巴士,雙層巴士在轉向及上落斜坡方面會較掛接式巴士靈活。  雙層巴士起源於英國,其中行走倫敦的紅色雙層巴士,更是英國的「國寶」。在一些(前)英聯邦國家和地區,諸如印度、香港、新加坡、南非等地,雙層巴士是主要的通勤交通工具之一。另外德國,特別是北部德國城市也大量使用。由於車體龐大,重心較高,駕駛員和乘客都要特別注意乘車安全,雙層巴士的設計要特別考慮穩定性。因此,雙層巴士在設計上需更慎重考慮其車體和物理特性對機械設計和執行的影響。而為免更進一步將車輛重心升高,乘客一般也不能站在上層,以免巴士翻側。在一些地方例如香港,新型號巴士在獲准載客前必須通過傾斜測試。

  不少地方例如中國大陸、臺灣和澳門,都曾引進過雙層巴士,但由於行車安全、經營成本,甚至是人行天橋的高度限制等因素,最後還是以失敗告終。在目前一些歐洲、北美城市及中國大陸、馬來西亞、日本一些城市,雖也有雙層巴士,惟主要還是作為觀光巴士以及長途客運。這些車通常有兩種,分別為車身低矮,設有後置樓梯及行李艙的雙層遊覽車,以及上層是露天或半露天的雙層觀光巴士。英國、香港及新加坡因為很早已普及使用雙層巴士,並透過建築物及道路的相關法規,新建的建築物須要保留雙層巴士能夠通過的高度,確保雙層巴士可以通行無阻。  現時,中國城市北京、上海、廣州、南寧、西安、深圳、天津、杭州等都有雙層公共汽車行走。長途汽車的上層甚至設定鋪位。  上海好運道書局發行的一張明信片,黑白照片顯示1920年代中國南京路已經出現雙層巴士。  臺灣台北市早在1978年有過引進雙層巴士的計劃,當時臺北市政府建設局屬意引入12米長、4米高的德國制雙層巴士,總載客量達126人,但由於超過法令的高度限制問題(臺灣法令規定大客車車高不能超過3.8米),因此需要修改法令才可引入,引進雙層巴士計劃因而不了了之。到了1990年臺北市引入了雙層巴士試行投入路線營運,為兩輛在香港裝嵌車身的左軚利蘭奧林比安11米雙層巴士(臺灣以Volvo作登記),在1990年3月1日早上6時首航74號路線,該計劃預定試行3個月。新的雙層巴士按香港標準設計,上層車廂只有在樓梯扶手設下車鍾,下層配用長條形膠帶按鍾。巴士上路後引來許多臺北市民好奇目光,更有不少民眾因新鮮感而試搭,在高峰時段、上學時間等全車爆滿,惟部分人對搭乘這種雙層巴士的方法並不熟悉,如不知危險性地於上層站立,也有反映樓梯過於狹窄且陡峭不易上落,更有人因深怕來不及按下車鍾而不敢在上層坐,引致下層客滿,上層仍有座位的情況出現。後來臺北捷運工程導致74號需要改道而行,路段因此不再適合雙層巴士行駛,之後巴士試行了504、505線,另也曾建議過為巴士安裝空調,但代理商稱技術問題而未能成事。試驗結果認為在提升運載能力及減低日常營運成本方面雙層巴士有優勢,惟最後因購車成本預算問題、巴士繞路避開過矮之陸橋(香港稱天橋)徒添行車時間等,計劃最終無疾而終,車輛則運回香港,輾轉至2000年代才拆毀。  馬來西亞的雙層巴士則可分為公共和旅遊兩種,其中公共雙層巴士可以在巴生谷和檳城找到。其中檳城快捷通目前共使用3輛雙層巴士川行,並將在不久後投入30輛雙層巴士以容納更多乘客。吉隆坡的雙層巴士則有100餘輛,每輛可容納108名乘客。作為旅遊用途的雙層巴士服務則有檳城的隨乘隨下巴士和吉隆坡的隨乘隨下巴士,然而收費較高,主要於旅遊景點川行。
雙層巴士,或稱作雙層巴士、雙層公交,是指載客車廂由上下兩層組成的公共汽車。