Eksperimen pikiran adalah eksperimen yang dilakukan di alam imajinasi, bukan di laboratorium. Eksperimen pikiran dirancang untuk menguji gagasan, teori, dan hipotesis yang tidak dapat diuji secara fisik, setidaknya dengan peralatan ilmiah terkini. Selain digunakan di beberapa cabang ilmu teoretis, eksperimen pemikiran juga muncul di bidang-bidang seperti filsafat, di mana orang sering mengeksplorasi topik-topik kompleks yang tidak dapat diuji atau diamati secara empiris.
Eksperimen pemikiran yang paling terkenal mungkin adalah kucing Schrödinger, yang digunakan untuk mengilustrasikan konsep yang dikenal sebagai ketidaktentuan kuantum. Dalam eksperimen pemikiran ini, seseorang diminta untuk membayangkan seekor kucing di dalam sebuah kotak dengan sebotol racun dan satu atom radioaktif yang memiliki peluang 50% untuk meluruh dan memicu botol tersebut, menyebabkan kucing itu mati. Dalam eksperimen pemikiran ini, sebelum kotak dibuka, kucing dianggap hidup dan mati, karena seseorang tidak memiliki cara untuk mengetahui apa yang ada di dalam kotak.
Sementara kucing Schrödinger adalah contoh mengerikan dari eksperimen pikiran, ia menimbulkan teka-teki yang menarik. Menggunakan hukum fisika saat ini seperti yang dipahami, sesuatu tidak bisa hidup dan mati pada saat yang bersamaan. Namun, dalam eksperimen pemikiran ini, kemungkinan keadaan seperti itu diilustrasikan dengan jelas, sehingga membuka pintu bagi pertimbangan fisika yang sama sekali baru.
Eksperimen pemikiran telah dilakukan secara luas sejak tahun 1800-an, meskipun para peneliti dan filsuf pada abad-abad sebelumnya meletakkan dasar. Eksperimen pemikiran dapat digunakan untuk menantang ide yang diterima, untuk mengeksplorasi hasil hipotesis yang diberikan, untuk memikirkan fisika atau cabang ilmu lain dengan cara baru, atau untuk menguji batas hipotesis teoretis. Banyak peneliti terkenal telah menggunakan eksperimen pemikiran dalam pekerjaan mereka, dan eksperimen pemikiran telah menghasilkan terobosan yang sangat terkenal dalam sains, seperti Teori Relativitas Einstein.
Ketika seseorang melakukan eksperimen pikiran, batas-batas pikiran dan imajinasi diuji sampai batasnya. Seringkali perlu untuk menangguhkan ketidakpercayaan, atau membuat lompatan intuitif, dua hal yang biasanya tidak dianjurkan dalam sains. Kemampuan untuk berpikir di luar kotak dengan melakukan eksperimen pemikiran dapat menjadi sangat penting bagi orang-orang dalam ilmu teoretis, karena hal itu mendorong cara berpikir yang tidak biasa yang dapat digunakan untuk menggerakkan ide-ide radikal dan terkadang sangat menarik.