W matematyce operacja binarna, często oznaczana *, na zbiorze jest sposobem łączenia pary elementów w tym zbiorze, którego wynikiem jest inny element tego zbioru. Na przykład, jeśli weźmiemy parę liczb naturalnych i niech operacja * jest dodawanie, a następnie ich suma jest również liczba naturalna, i jest wynikiem zastosowania tej konkretnej operacji binarnej. Innym przykładem operacji na liczbach naturalnych jest mnożenie. Na przykład, weźmy liczby naturalne 2 i 3. Po pomnożeniu razem dają one 6, inną liczbę naturalną.
Inne: Suma między macierzami. Składanie funkcji. Unia i przecięcie zbiorów to również dwie różne operacje binarne na zbiorze wszystkich zbiorów, lub na podzbiorach zbioru potęgowego.