Miselni eksperiment je poskus, ki se izvaja na področju domišljije in ne v laboratoriju. Miselni eksperimenti so zasnovani za preizkušanje idej, teorij in hipotez, ki jih fizično ni mogoče preizkusiti, vsaj s trenutno znanstveno opremo. Poleg tega, da se uporabljajo v nekaterih vejah teoretičnih znanosti, se miselni eksperimenti pojavljajo tudi na področjih, kot je filozofija, kjer ljudje pogosto raziskujejo kompleksne teme, ki jih ni mogoče empirično preizkusiti ali opazovati.
Najbolj znan miselni eksperiment je verjetno poskus Schrödingerjeve mačke, ki se uporablja za ponazoritev koncepta, znanega kot kvantna nedoločenost. V tem miselnem eksperimentu si je treba zamisliti mačko v škatli z vialo s strupom in enim radioaktivnim atomom, ki ima 50-odstotno možnost, da razpade in sproži vialo, zaradi česar mačka umre. V tem miselnem poskusu, preden se škatla odpre, se mačka šteje za živo in mrtvo, ker človek ne more vedeti, kaj je v škatli.
Čeprav je Schrödingerjeva mačka nekako grozljiv primer miselnega eksperimenta, predstavlja zanimivo uganko. Z uporabo trenutnih zakonov fizike, kot jih razumemo, nekaj ne more biti živo in mrtvo hkrati. Vendar pa je v tem miselnem eksperimentu možnost takšnega stanja jasno prikazana, s čimer se odpirajo vrata povsem novemu premisleku o fiziki.
Miselni eksperimenti so se pogosto izvajali že od 1800-ih, čeprav so raziskovalci in filozofi v prejšnjih stoletjih postavili temelje. Miselni eksperiment se lahko uporabi za izpodbijanje sprejete ideje, za raziskovanje izida dane hipoteze, za razmišljanje o fiziki ali drugih vejah znanosti na nov način ali za preverjanje meja teoretične hipoteze. Mnogi znani raziskovalci so pri svojem delu uporabljali miselne eksperimente, miselni eksperimenti pa so pripeljali do zelo znanih prebojev v znanosti, kot je Einsteinova teorija relativnosti.
Ko nekdo izvede miselni eksperiment, so meje uma in domišljije preizkušene do svojih meja. Pogosto je treba opustiti neverje ali narediti intuitivne skoke, dve stvari, ki se v znanosti običajno ne spodbujajo. Sposobnost razmišljanja izven okvirjev z izvajanjem miselnega eksperimenta je lahko ključna za ljudi v teoretičnih znanostih, saj spodbuja nenavadne načine razmišljanja, ki jih je mogoče uporabiti za spodbujanje radikalnih in včasih izjemno zanimivih idej.