Päänsiirto on toimenpide, jossa kohteen pää leikataan ja asetetaan toisen ruumiin päälle. Sitä ei pidä sekoittaa aivojen siirtoon, hypoteettiseen menettelyyn, jossa aivot siirretään yksilön kallosta toiseen. 21. vuosisadan ensimmäisestä osasta lähtien tätä kirurgisen siirteen muotoa ei ole koskaan tehty ihmisille. Eläinten päänsiirrot ovat jossain määrin onnistuneet.
Ensimmäinen eläinten päänsiirtoyritys suoritettiin toukokuussa 1908 yhdysvaltalaisen Charles Guthrien toimesta. Guthrie oksensi pennun pään täysikasvuisen aikuisen koiran kaulan puolelle. Pennun kaulan ja pään valtimot siirrettiin aikuisen koiran verisuoniin niin, että veri virtaa onnistuneesti molempien pään läpi. Vaikka jotkut toisen pään liikkeet ja refleksit tallennettiin, pään dekapitaation ja palautuneen verenkierron välillä oli kulunut liian paljon aikaa, jotta toisen pään aivot toimisivat kunnolla.
Muita, onnistuneempia päänsiirtoja tehtiin eläimille seuraavina vuosina. 1950 -luvun alkupuolella Neuvostoliiton Vladimir Demikhov kehitti menetelmän, jolla lyhennettiin katkaistun pään hapenpuutteen aikaa käyttämällä “verisuonten ompelukoneita”. Seuraavat kokeet sisälsivät sekä Kiinan tutkijoiden koiran päänsiirron vuonna 1959, että apinan hyvin kiistanalaisen päänsiirron vuonna 1963, jonka Clevelandissa, Ohiossa sijaitseva tutkijaryhmä suoritti. Tämä päänsiirto oli jonkin verran onnistunut siinä mielessä, että apina säilytti haju-, maku-, kuulo- ja näköaistinsa. Muita rotan päänsiirtoja on tapahtunut myös Japanissa.
Ihmisen pään siirto vaatisi pitkälle kehitettyä tekniikkaa, joka käsittäisi toissijaisen pään aivojen jäähdyttämisen siihen pisteeseen, että kaikki neurologinen toiminta lakkaa. Tämä olisi tarpeen aivojen neuronien kuoleman estämiseksi. Tekninen kehitys ei ole vielä mahdollistanut irrotetun selkäytimen siirtämistä onnistuneesti. Näin ollen päänsiirtohenkilö ei käyttäisi kehon raajoja ja olisi nelijalkainen. On ehdotettu, että tämä kirurginen toimenpide voisi olla hyödyllinen henkilöille, jotka kärsivät useista elinvaurioista ja ovat jo nelijalkaisia tai haluavat elää elämänsä ilman raajojen käyttöä.