Homotransplantation, eller heterotransplantation (av antikgrekiska ὁμο- - "liknande" och latin transplantatio - "transplantation") är transplantation av vävnad från en organism till en organism av en annan av samma art för att rädda livet på mottagare (för att återställa funktionerna hos ett skadat organ eller kompensera för förlusten av ett organ).
Det första framgångsrika experimentet med att transplantera samma djurs egna vävnader (intrinsic homotransplantation) utfördes av Wilhelm Hanmann och Werner Kölcher den 30 mars 1956 under hjärttransplantationsoperationer. I det här fallet användes lemmar från en hund med ett funktionellt friskt hjärta, som transplanterades till samma hund. Det egna organet ansågs tillförlitligt, eftersom donator- och mottagarorganismerna tillhörde samma individ. Därefter ansågs användningen av denna metod vara oönskad, och fram till 70-talet av 1900-talet var det vetenskapliga intresset för homotransplantationsexperiment relativt lågt.
Idag bedrivs forskning i många länder kring homotransplantation för inre organtransplantationer. Detta utnyttjar i första hand mottagarens immunförsvar, men i vissa fall lyckas sådana transplantationer trots detta. Forskare försöker förbättra kirurgiska tekniker och återställa donatorns immunförsvar för att öka sannolikheten för framgång med denna teknik.