Eine Kopftransplantation ist ein Verfahren, bei dem der Kopf einer Person abgetrennt und auf einen anderen Körper gelegt wird. Es sollte nicht mit einer Gehirntransplantation verwechselt werden, einem hypothetischen Verfahren, bei dem ein Gehirn vom Schädel eines Individuums auf ein anderes übertragen wird. In der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts wurde diese Form der chirurgischen Transplantation noch nie am Menschen durchgeführt. Kopftransplantationen bei Tieren waren bis zu einem gewissen Grad erfolgreich.
Der erste Versuch einer Kopftransplantation bei Tieren wurde im Mai 1908 von Charles Guthrie aus den Vereinigten Staaten durchgeführt. Guthrie pflanzte den Kopf eines Welpen auf die Seite des Halses eines ausgewachsenen Hundes. Die Arterien im Hals und Kopf des Welpen wurden mit denen des erwachsenen Hundes verpflanzt, so dass das Blut erfolgreich durch beide Köpfe floss. Während einige Bewegungen und Reflexe des zweiten Kopfes aufgezeichnet wurden, war zwischen der Enthauptung des Kopfes und der Wiederherstellung der Durchblutung zu viel Zeit vergangen, damit das Gehirn des zweiten Kopfes richtig funktionieren konnte.
Andere, erfolgreichere Kopftransplantationen wurden in den folgenden Jahren an Tieren durchgeführt. Anfang der 1950er Jahre entwickelte Vladimir Demikhov aus der Sowjetunion eine Methode, um die Zeit, in der dem abgetrennten Kopf der Sauerstoff entzogen wurde, durch den Einsatz von „Blutgefäßnähmaschinen“ zu verkürzen. Die folgenden Experimente umfassten sowohl eine Kopftransplantation eines Hundes durch Wissenschaftler in China im Jahr 1959 als auch eine höchst umstrittene Kopftransplantation eines Affen, die 1963 von einer Forschergruppe in Cleveland, Ohio, durchgeführt wurde. Diese Kopftransplantation war einigermaßen erfolgreich, da der Affe seinen Geruchs-, Geschmacks-, Hör- und Sehsinn beibehielt. Auch in Japan wurden weitere Kopftransplantationen mit Ratten durchgeführt.
Die Transplantation eines menschlichen Kopfes würde eine hochmoderne Technologie erfordern, die das Kühlen des Gehirns des sekundären Kopfes bis zu dem Punkt beinhaltet, an dem alle neurologischen Aktivitäten aufhören. Dies wäre notwendig, um das Absterben von Neuronen im Gehirn zu verhindern. Der technologische Fortschritt hat es noch nicht möglich gemacht, ein abgelöstes Rückenmark erfolgreich zu transplantieren. Somit würde das Subjekt einer Kopftransplantation die Gliedmaßen des Körpers nicht verwenden und wäre querschnittsgelähmt. Es wurde vorgeschlagen, dass dieses chirurgische Verfahren für Personen von Vorteil sein könnte, die an multiplem Organversagen leiden und bereits querschnittsgelähmt sind oder es vorziehen, ein Leben ohne den Einsatz von Gliedmaßen zu führen.