Memoria celulară este teoria conform căreia celulele biologice, altele decât celulele nervoase, pot stoca amintiri. Pacienții transplantați par să dezvolte uneori caracteristicile de personalitate ale donatorilor de organe decedați; acest fenomen a condus la teoria conform căreia oamenii posedă memorie celulară. Majoritatea autorităților științifice ignoră teoria, deoarece nu a fost descoperită nicio structură celulară capabilă să stocheze amintiri. Au existat, totuși, unele indicii că organismele unicelulare au o funcție asemănătoare memoriei. Ideea memoriei celulare este populară în ficțiune și film și a fost deosebit de bine reprezentată în filmele de groază.
La creaturile avansate, cum ar fi oamenii, memoria este o funcție a creierului, care este compus din milioane de celule nervoase specializate, sau neuroni. Aceste celule interacționează prin semnale chimice și electrice rapide care mențin toate funcțiile creierului, inclusiv memoria. Procesul propriu-zis implicat în memorie este un subiect de studiu continuu. Sunt implicate mai multe structuri majore ale creierului, inclusiv hipocampul, amigdala și ganglionii bazali. În unele cazuri de leziuni ale creierului care afectează centrii de memorie, creierul a reușit să se redirecționeze în jurul daunelor și să permită memoriei să continue să funcționeze.
Memoria celulară este ideea că amintirile pot fi stocate în alte celule, astfel încât, de exemplu, un pacient cu transplant de inimă poate prelua amintiri sau caracteristicile de personalitate ale donatorului inimii. Mulți oameni, inclusiv unii profesioniști din domeniul medical, cred că acest lucru este posibil. Scepticii, totuși, citează o absență a dovezilor experimentale verificabile și repetabile. Ei sugerează că poveștile care par să dovedească memoria celulară pot fi exemple de eroare numită părtinire de confirmare. Aceasta este tendința naturală a oamenilor de a acorda atenție faptelor care le susțin convingerile, ignorând în același timp faptele care le contestă sau le infirmă.
Susținătorii memoriei celulare citează adesea cazuri precum cel al Clairei Sylvia, care a experimentat schimbări puternice de personalitate după ce a primit un transplant de inimă și plămâni de la un tânăr donator de sex masculin. Sylvia a scris o carte populară care a fost adaptată ulterior într-un film de televiziune din 2002. În 2008, oamenii de știință din Japonia au descoperit că mucegaiul slime a demonstrat un comportament similar cu memoria atunci când răspunde la stimuli. Mucegaiul slime este un organism simplu care nu are neuroni sau structuri similare. Acest lucru sugerează că ceva de genul memoriei celulare este posibil pentru astfel de creaturi, deși nu dovedește că oamenii au memorie celulară.
Cu toate acestea, conceptul s-a dovedit popular în rândul regizorilor, în special în rândul celor din genul horror. Exemplul clasic este Mâinile lui Orlac, un film austriac din 1924 despre un pianist depășit de dorința de a ucide după ce a primit mâinile transplantate ale unui criminal executat. Filmul a inspirat numeroase filme similare, inclusiv Mad Love, un remake american cu Peter Lorre în rolul principal. Un alt concept popular implică personaje care au viziuni terifiante după transplanturi de ochi sau cornee, deoarece ochii lor „își amintesc” lucruri înfiorătoare pe care le-au văzut în trecut. Acest concept a fost folosit în filme precum filmul de groază coreean din 2002 The Eye și ulterior remake-ul american.