Peegelneuronid on ajus olevad spetsiaalsed neuronid, mis on empaatiakogemuse aluseks ja mängivad ka õppimisel olulist funktsiooni. Need teeb eristatavaks see, et nad tulistavad nii teatud toimingu sooritamisel kui ka teise inimese, eriti samast liigist, seda toimingut jälgides. Seega on neuroaktiivsus sama, olenemata sellest, kas see on toimingu sooritaja või keegi teine. Kaks kohta ajus, kus neid neuroneid on täheldatud, on premotoorne ajukoor ja alumine parietaalne ajukoor. Tõenäoliselt on see paljude, kui mitte kõigi primaatide ühine neuroloogiline tunnus.
Peegelneuronite fenomen tõestab, et nägemine on tõesti uskumine. Nad rõhutavad tõsiasja, et taju ei ole ühesuunaline kanal reaalsusest ajju, vaid pigem keeruline tagasisidetsükkel nende kahe vahel. Kui inimene näeb kedagi, kellel tema arvates on valus, võib ta tunda selle valu nõrgemat vormi. Kui see inimene näeb kedagi keerulist motoorset tegevust sooritamas, võib ta ette kujutada end seda toimingut sooritamas. Peegelneuronid on tõenäoliselt suur osa sellest, mis võimaldab praktikantidel oma meistritelt oskusi omandada.
Need neuronid avastasid algselt makaakidelt 1980. aastatel Itaalia neuroteadlased Giacomo Rizzolatti, Leonardo Fogassi ja Vittorio Gallese. Alates nende avastamisest on neid peetud üheks kõige olulisemaks hiljutiseks neuroteaduse avastuseks ja neid on seostatud kõigega alates sensomotoorsest õppimisest kuni keeleõppeni ja lõpetades rahvapsühholoogia teooriatega. Teoreetiliselt peetakse puudulikkust autismi ehk “meelepimeduse” patoloogia aluseks olevaks neuroloogiliseks põhjuseks.
Peegelneuronite avastamine on paljudele inimestele intuitiivselt huvitav, sest nad on nende mõju omal nahal kogenud. Need neuronid on tõenäoliselt suur osa sellest, miks emotsioonid, nagu raev või nauding, võivad olla nakkavad, ja näib, et need on maffiapsühholoogia aluseks. Olenevalt sellest, kui ere on kujutatud kedagi, kes kogeb teatud emotsiooni või täidab konkreetset ülesannet, seda rohkem neuroneid aktiveeritakse ja seda siseelulisem on kogemus. Seetõttu kipuvad filmid tabama rohkem kui fotod, mis omakorda tunduvad emotsionaalselt käegakatsutavamad kui tekst.
Isegi tekst aktiveerib teatud kategooria peegelneuroneid, sest enamik inimesi “kuuleb” teksti lugemise ajal häälega. See kehatu hääl loob peene illusiooni teise inimese kohalolekust, kes läbib mõtlemisprotsessi, ja inimesed saavad selle põhjal selle erinevatele tahkudele kaasa tunda.