การลงคะแนนระบบคู่ขนาน (อังกฤษ: parallel voting) เป็นระบบการลงคะแนนแบบผสม ซึ่งผู้ลงคะแนนทำการลงคะแนนเลือกตั้งสมาชิกสภาเดียวโดยใช้การลงคะแนนสองระบบ โดยผลของการเลือกตั้งในระบบหนึ่งแทบจะไม่มีผลกระทบใด ๆ ต่อผลลัพธ์ของอีกระบบเลย[1]โดยทั่วไปแล้วการลงคะแนนระบบคู่ขนานหมายถึง ระบบการลงคะแนนแบบกึ่งสัดส่วน (semi-proportional system) ซึ่งใช้ในญี่ปุ่น เกาหลีใต้ ไต้หวัน รัสเซีย และอีกหลายประเทศในโลก โดยในบางกรณีเรียกว่า ระบบสมาชิกเสริม (supplementary member) หรือนักรัฐศาสตร์มักจะนิยามว่า ระบบเสียงข้างมากผสม (mixed member majoritarian) ซึ่งประกอบด้วยการลงคะแนนระบบแบ่งเขตคะแนนสูงสุด (FPTP) ควบคู่กับระบบสัดส่วนแบบบัญชีรายชื่อ (PR) ระบบคู่ขนานนี้มีความแตกต่างจากระบบสัดส่วนผสม (MMP) ซึ่งในการเลือกตั้งครั้งเดียวนั้นจะได้คะแนนเสียงพรรคเพื่อนำมาคำนวนที่นั่งจากบัญชีรายชื่อซึ่งเพิ่มเติมมาจากที่นั่งจากประเภทแบ่งเขต โดยทั่วไปในระบบคู่ขนานจะนิยมใช้ระบบแบ่งเขตคะแนนสูงสุดควบคู่กับระบบสัดส่วนแบบบัญชีรายชื่อ แต่การจัดคู่แบบอื่นก็สามารถมีประสิทธิภาพเช่นเดียวกันได้ ตัวอย่างเช่นในอิตาลีและฝรั่งเศส การเลือกตั้งในภูมิภาคนั้นใช้ระบบคู่ขนานทั้งหมดโดยมีผู้แทนกลุ่มหนึ่งมาจากการเลือกตั้งในระบบบัญชีรายชื่อ และส่วนที่เหลือใช้ระบบแบ่งเขตยกพรรค (general ticket) เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามีกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งชนะมากกว่าครึ่งหนึ่งของสภา