头部方向细胞（head direction cell），理学-心理学-神经心理学-〔神经元类型〕-中间神经元，在多个脑区中发现的一类特殊神经元。其放电活性只与头在水平面的朝向有关，而与其位置、姿势、行为无关。1984年，J.B.兰克首先在后下托记录到这种神经元，随后发现大脑的多个脑区存在头部方向细胞，包括压后皮质、内嗅皮质、丘脑（前丘脑、背侧丘脑和乳头体外侧核）、被盖背侧核及纹状体。头部方向细胞的放电只与动物的头部方向有关，同动物头部与身体的相对角度无关，其放电也不依赖于动物当前进行的活动。在进入全新的空间环境后，头部方向细胞的放电在各个方向先是呈现随机分布的状态，然后呈现对某特定方向的调谐曲线，并最终形成针对某个特定方向的最大频率放电，该特定方向被认为是此头部方向细胞的编码方向。头部方向细胞的这种放电特性在同样的环境下可以维持数天甚至数月。上述特点类似于视网膜方向细胞，但是不同的是头部方向细胞会在动物进入新的环境时进行重新分布。头部方向细胞在某些脑区与网格细胞和位置细胞有联系和重合，其信息编码的方式也有一定的相似性。