Homotransplantace neboli heterotransplantace (ze starořeckého ὁμο- - „podobné“ a latinské transplantatio – „transplantace“) je transplantace tkáně z jednoho organismu do organismu jiného stejného druhu s cílem zachránit život příjemce (k obnovení funkcí poškozeného orgánu nebo kompenzaci ztráty orgánu).
První úspěšný experiment s transplantací vlastních tkání téhož zvířete (vnitřní homotransplantace) provedli Wilhelm Hanmann a Werner Kölcher 30. března 1956 při operacích transplantace srdce. V tomto případě byly použity končetiny ze psa s funkčně zdravým srdcem, který byl transplantován stejnému psovi. Vlastní orgán byl považován za spolehlivý, protože organismy dárce a příjemce patřily stejnému jedinci. Následně bylo použití této metody považováno za nežádoucí a až do 70. let dvacátého století byl vědecký zájem o homotransplantační experimenty poměrně nízký.
Dnes se v mnoha zemích provádí výzkum týkající se homotransplantace pro transplantace vnitřních orgánů. To využívá především imunitní systém příjemce, ale v některých případech jsou takové transplantace úspěšné i přes to. Vědci se snaží zlepšit chirurgické techniky a obnovit imunitní systém dárce, aby zvýšili pravděpodobnost úspěchu s touto technikou.