Pappen-Heimova buňka je zajímavé a málo probádané téma v matematice a fyzice. Byl objeven německým fyzikem Nielsem Hoogenem v roce 1974. Jedná se o mřížku skládající se ze čtverců, které jsou namalovány podle barevného schématu čtyř barev. Každý čtverec má dva sousední čtverce stejné barvy, které se střídají. Při aplikaci vzoru na papír fixujte barvy svisle a vodorovně. Je to velmi jednoduchá struktura, přesto má zajímavé vlastnosti související s jejími fyzikálními vlastnostmi a používá se v různých oblastech vědy.
Uvažujme vlastnosti Papapen-Heimovy buňky. Existují tři typy čtverců v závislosti na počtu průsečíků uvnitř čtverce. V tomto případě se jim také říká invarianty. Každá buňka může mít v sobě jeden, dva nebo tři průsečíky. Říkejme jim A-buňky, B-buňky a C-buňky. Je důležité si uvědomit, že A-čtverce mají obvykle dva sousední průsečíky stejné barvy. Tento typ čtverců je obzvláště zajímavý. Udržet dvě nebo více stejných barev buněk pohromadě je jednodušší než různé barvy, takže Papenheimovy čtverce by si měly zachovat velkou část své struktury a zůstat funkční pro aplikace. Existuje několik možných použití pro Papenheimovu buňku, pokud studujeme její kompletní strukturu.
Papenheimova buňka je také považována za příklad geometrických a topologických prvků