【心理旋转（mental rotattcm）是一种认知心理学术语。人在头脑中运用表象对物体进行二维或三维旋转的想象过程。认知心理学认为，表象是物体的抽象类似物的再现：（1）表象是真实物体的类似物；（2）表象是真实物的抽象化再现】
当某人提起你熟悉的朋友名字时，即使这位朋友不在眼前，你的脑海中也会浮现出他（她）的形象。这种形象在心理学上称为心理表象。以心理表象为基础，会产生一种奇异的现象，这就是有趣的心理旋转。
第一
一个物体可以在我们的脑海中形成一个映像；
第二
这个映像还可以进行旋转；
第三
映像旋转的速度是相对恒定的。
心理学家把这种物体映像旋转的现象叫做心理旋转。由于心理旋转的速度是相对恒定的，所以旋转的角度越大，所需时间也越长；旋转角度越小，时间就越短。
心理旋转与顺逆时针地转无关，所以一个周期内的旋转角度和判断时间的图像不是单调函数。
心理学家对心理旋转现象的研究就更加深入细致了。他们发现，物体在脑海中的映像每转动60度大约需要1秒钟。如果我们倒拿着书本，每读一个字就都要让它来个180度的心理旋转，大约需要3秒钟，难怪我们看倒写的字会觉得吃力。当然，倒写的字看惯了以后，可以直接认出来，不必进行心理旋转，这时，我们又不觉得很麻烦了。
心理旋转实验
谢巴德等人(1971)的实验发现，当要求被试比较两张图片，判断它们是否代表同一物体的不同方面或两个不同的物体时，大多数被试要在头脑中想像地将两个物体调转到同一方向才能进行比较;而且意象在头脑中旋转的角度越大，作出判断的反应时越长。
实验说明了以下重要事实：
（1）表象这一心理现象是客观存在的，是可以用科学的实验方法证明的。心理旋转的实验恰恰证明了表象的存在，并非像行为主义心理学所断言的那样，外界刺激传入大脑，就如同进了黑箱子，人们无法知道头脑是怎样活动的。也不像机能主义心理学那样，单凭被试者的内省报告就来分析人的心理活动。认知心理学用实验进一步揭露信息在大脑中进行加工的过程。
（2）证明了表象是物体的抽象的类似物的再现。在没有刺激呈现的情况下，头脑中出会对视觉信息和空间信息进行加工。表象是真实物体的类似物，它是以观念的形式存在于头脑中的，它具有直观性。大脑对表象的加工操作类似于对真实物体进行知觉时的信息加工。事实上，心理旋转正是真实的物理旋转的一种类似物。只不过表象是这种实物旋转在头脑中的复现而已，并且复现时不受任何感觉通道的束缚。