الاستبدال الحسي هو تغير طارئ على خصائص إحدى الطرق الحسية لتتحول إلى منبهات لطريقة حسية أخرى.
يتكون جهاز الاستبدال الحسي من ثلاثة أجزاء: المستشعر، ونظام الاقتران والمنبه. يعمل المستشعر على تسجيل المنبهات وإرسالها إلى نظام الاقتران الذي يفسر هذه الإشارات وينقلها بدوره إلى المنبه. عند حصول المستشعر على إشارات نوع غير متاح في الأصل لحاملها، تمثل يمثل هذا حالة من التحسين الحسي. يرتبط الاستبدال الحسي مع الإدراك الحسي البشري ولدونة الدماغ البشري؛ نتيجة لذلك، يسمح لنا بدراسة هذه الجوانب من العلوم العصبية بشكل أفضل من خلال التصوير العصبي.
قد تساعد أجهزة الاستبدال الحسي الأفراد من خلال استعادة قدرتهم على إدراك بعض الطرق الحسية المعيبة المعينة باستخدام المعلومات الحسية العائدة إلى إحدى الطرق الحسية الوظيفية الأخرى.