Um neurónio espelho ^{(português europeu)} ou neurônio espelho ^{(português brasileiro)}, também conhecido como célula-espelho, é um neurônio que dispara tanto quando um animal realiza um determinado ato, como quando observa outro animal (normalmente da mesma espécie) a fazer o mesmo ato. Desta forma, o neurônio imita o comportamento de outro animal como se estivesse ele próprio a realizar essa ação. Estes neurônios já foram observados de forma direta em primatas, também existe em humanos e alguns pássaros.

O papel crucial da área do neurónio espelho frontal, um pares opercularis do IFG, durante a imitação e sugerem que as regiões parietal e frontal que se estendem para além da rede clássica de neurónios Eles são cruciais para a imitação. Fazendo assim, quando uma ação é realizada quando uma ação similar ou idêntica torna-se passivamente observada.

Alguns cientistas consideram este tipo de células uma das descobertas mais importantes da neurociência da última década, acreditando que estes possam ser de importância crucial na imitação e aquisição da linguagem. No entanto, apesar de este ser um tema popular, até à data nenhum modelo computacional ou neural plausível foi proposto como forma de descrever como é que a atividade dos neurónios espelhos suportam atividades cognitivas como a imitação.

Estudos de Lacoboni e Dapretto (2006) sugeriram um "circuito básico" para a Imitação que inclui três regiões: duas destas regiões fazem parte da rede de neurônios espelhos: o Giro frontal inferior (IFG) mais o córtex premotor ventral adjacente (PMC) e o rostral do lóbulo parietal inferior (IPL). A meta-análise utilizada sugere que no lobo frontal a parte dorsal do córtex pré-motora, em vez do IFG posterior e do córtex premonar ventral adjacente (STS), são consistentemente activados na imitação fMRI.