Un trasplante de cabeza es un procedimiento en el que se corta la cabeza de un sujeto y se coloca sobre otro cuerpo. No debe confundirse con un trasplante de cerebro, un procedimiento hipotético en el que se transfiere un cerebro del cráneo de un individuo a otro. A partir de la primera parte del siglo XXI, esta forma de injerto quirúrgico nunca se ha realizado en humanos. Los trasplantes de cabeza en animales, hasta cierto punto, han tenido éxito.
El primer intento de trasplante de cabeza en animales fue realizado en mayo de 1908 por Charles Guthrie de los Estados Unidos. Guthrie injertó la cabeza de un cachorro en el costado del cuello de un perro adulto. Las arterias del cuello y la cabeza del cachorro se injertaron a las del perro adulto para que la sangre fluyera con éxito por ambas cabezas. Si bien se registraron algunos movimientos y reflejos de la segunda cabeza, había transcurrido demasiado tiempo entre la decapitación de la cabeza y la restauración de la circulación para que el cerebro de la segunda cabeza funcionara correctamente.
En los años siguientes se realizaron otros trasplantes de cabeza más exitosos en animales. A principios de la década de 1950, Vladimir Demikhov de la Unión Soviética desarrolló un método para reducir la cantidad de tiempo que la cabeza cortada estaba privada de oxígeno mediante el uso de «máquinas de coser de vasos sanguíneos». Los experimentos que siguieron incluyeron un trasplante de cabeza de un perro realizado por científicos en China en 1959 y un trasplante de cabeza muy controvertido de un mono realizado en 1963 por un grupo de investigadores en Cleveland, Ohio. Este trasplante de cabeza tuvo cierto éxito porque el mono mantuvo sus sentidos del olfato, el gusto, el oído y la vista. También se han realizado en Japón más trasplantes de cabeza con ratas.
El trasplante de una cabeza humana requeriría una tecnología muy avanzada que incluiría enfriar el cerebro de la cabeza secundaria hasta el punto de que cese toda la actividad neurológica. Esto sería necesario para prevenir la muerte de neuronas en el cerebro. Los avances tecnológicos aún no han hecho posible injertar con éxito una médula espinal desprendida. Así, el sujeto de un trasplante de cabeza no tendría uso de las extremidades del cuerpo y quedaría tetrapléjico. Se ha propuesto que este procedimiento quirúrgico podría ser beneficioso para las personas que padecen múltiples fallas orgánicas y ya son tetrapléjicas, o que preferirían vivir una vida sin el uso de extremidades.