定義
認知心理學術語，人在頭腦中運用表象對物體進行二維或三維旋轉的想像過程，也是一種評定空間智慧型的重要標尺。
基本特徵
當某人提起你熟悉的朋友名字時，即使這位朋友不在眼前，你的腦海中也會浮現出他（她）的形象。這種形象在心理學上稱為心理表象。 以心理表象為基礎，會產生一種奇異的現象，這就是有趣的心理旋轉。
第一
一個物體可以在我們的腦海中形成一個映像；
第二
這個映像還可以進行旋轉；
第三
映像旋轉的速度是相對恆定的。
心理學家把這種物體映像旋轉的現象叫做心理旋轉。由於心理旋轉的速度是相對恆定的，所以旋轉的角度越大，所需時間也越長；旋轉角度越小，時間就越短。
心理旋轉與順逆時針地轉無關，所以一個周期內的旋轉角度和判斷時間的圖像不是單調函式。
科學研究
心理學家對心理旋轉現象的研究就更加深入細緻了。他們發現，物體在腦海中的映像每轉動60° 大約需要1秒鐘。如果我們倒拿著書本，每讀一個字就都要讓它來個180° 的心理旋轉，大約需要3秒鐘，難怪我們看倒寫的字會覺得吃力。當然，倒寫的字看慣了以後，可以直接認出來，不必進行心理旋轉，這時，我們又不覺得很麻煩了。
心理旋轉實驗
謝巴德等人(1971)的實驗發現，當要求被試者比較兩張圖片，判斷它們是否代表同一物體的不同方面或兩個不同的物體時，大多數被試者要在頭腦中想像將兩個物體調轉到同一方向才能進行比較是否相同？而且意象在頭腦中旋轉的角度越大，作出判斷的反應時越長。
實驗說明了以下重要事實：（1）表象這一心理現象是客觀存在的，是可以用科學的實驗方法證明的。心理旋轉的實驗恰恰證明了表象的存在，並非像行為主義心理學所斷言的那樣，外界刺激傳入大腦，就如同進了黑箱子，人們無法知道頭腦是怎樣活動的。也不像機能主義心理學那樣，單憑被試者的內省報告就來分析人的心理活動。認知心理學用實驗進一步揭露信息在大腦中進行加工的過程。（2）證明了表象是物體的抽象的類似物的再現。在沒有刺激呈現的情況下，頭腦中出會對視覺信息和空間信息進行加工。表象是真實物體的類似物，它是以觀念的形式存在於頭腦中的，它具有直觀性。大腦對表象的加工操作類似於對真實物體進行知覺時的信息加工。事實上，心理旋轉正是真實的物理旋轉的一種類似物。只不過表象是這種實物旋轉在頭腦中的復現而已，並且復現時不受任何感覺通道的束縛。
