Transplantacija mozga, također poznata kao transplantacija cijelog tijela, teoretski je moguća, ali vrlo nevjerojatna. Iako tehnologija za prijenos mozga s jednog tijela na drugo postoji, postoji nekoliko bioloških prepreka koje sprječavaju uspješnu transplantaciju mozga. Određena moralna i etička pitanja također otežavaju istraživanje postupka, ometajući napredak u njegovom razvoju. Alternativno, međutim, istraživanje djelomične transplantacije mozga manje je suzdržano i neki stručnjaci smatraju probojom u ispravljanju degenerativnih neuroloških poremećaja.
Nagađanja o postupcima transplantacije mozga kruže oko pojedinaca čija se tijela ne mogu popraviti, poput onih s progresivnom mišićnom distrofijom. Dok bi mozak pojedinca mogao biti potpuno funkcionalan, teško bolesno tijelo bi značajno narušilo njegovu sposobnost da vodi život bez ikakve pomoći. Premještanje mozga pacijenta u zdravo tijelo omogućilo bi mu drugu priliku za normalan život. Transplantacija mozga također bi potencijalno mogla spasiti život osobe s terminalnom bolešću.
Istraživanja su, međutim, pokazala da iako su hipotetske transplantacije moguće, mogućnost transplantacije mozga vrlo je mala. Mozak je vrlo delikatan organ, pa su njegovo uklanjanje, pohranjivanje i prijenos opterećeni komplikacijama. Tehnološki napredak učinio je zahvat izvedivim, ali i najmanja pogreška može organu prouzročiti nepopravljivu štetu. Također postoji veliki rizik da bi novo tijelo moglo odbaciti mozak, što bi završilo kliničkom smrću. Brojni stručnjaci tvrde da čak i ako bi takva transplantacija bila uspješna, ne postoji način da se spriječi degeneracija moždanih stanica, što postupak čini vježbom odgađanja neizbježnog isteka pacijenta.
Komplikacije transplantacije mozga šire se izvan bioloških problema. Cijeli je postupak tema o kojoj se raspravlja o moralnim i etičkim implikacijama modernih medicinskih tehnika. Brojni moralisti smatraju da postupak dehumanizira pacijente, dok neki tvrde da bi potreba za donorskim tijelima mogla dovesti do neetičke prakse u dobivanju tijela darivatelja. Intenzivna rasprava učinila je istraživanje tabuom u nekim zajednicama i općenito usporila njegov napredak.
Alternative transplantaciji mozga su se susrele s nekim mjerama uspjeha. Istraživanja na laboratorijskim životinjama pokazala su da je transplantacija glave doista moguća, iako uzorci imaju tendenciju isteći u relativno kratkom vremenu. Djelomične transplantacije mozga, u kojima se zdrave moždane stanice kirurški implantiraju kako bi se zamijenile neispravne ili mrtve, također su pokazale povoljna poboljšanja mentalnih sposobnosti dobrovoljaca s neurološkim poremećajima. Ista etička pitanja koja se postavljaju u postupcima potpune transplantacije mozga i dalje usporavaju istraživanja na tom području, iako u manjoj mjeri.