Les neurones miroirs sont des cellules qui s'activent aussi bien lorsqu'un individu effectue une action que lorsqu'il observe quelqu'un d'autre effectuer la même action ou une action similaire. Ils ont été initialement identifiés dans le cortex prémoteur des singes et leur existence a depuis été mise en évidence chez l'humain grâce à la neuro-imagerie et à d'autres méthodes.

Cette découverte suggère l'existence d'une base neuronale permettant de comprendre les actions d'autrui en les transposant sur son propre système moteur. Lorsqu'un singe saisit un objet, certains neurones s'activent ; les mêmes neurones s'activent lorsqu'il observe un autre singe saisir un objet. Chez l'humain, des systèmes de résonance similaires contribueraient à l'imitation, à l'empathie et à la compréhension des intentions. L'étendue et la fonction précises des systèmes de neurones miroirs font encore l'objet de recherches et de débats.

Certains théoriciens ont établi un lien entre les neurones miroirs et l'évolution du langage et de la cognition sociale. D'autres soulignent que les données humaines sont plus indirectes que les enregistrements originaux chez le singe et que de nombreux processus cognitifs contribuent à la compréhension des actions.

Lorsque le fait d'observer une autre personne agir active certains des mêmes mécanismes neuronaux que ceux utilisés pour agir soi-même, les neurones miroirs font partie de l'explication.