Claro que se puede. Y no solo 2, puedes tener N tarjetas de red (debe haber un limite, dependiendo de cada SO, pero dudo que alguien lo sobrepase).
Ademas si tu quieres puedes hacer que esa maquina sea un Gateway/proxy, que es una maquina que proporciona Internet a las demas maquinas de tu red privada.
Lo que ela haria es enlazar ambas redes y pasar los datos entre ellas.