التمثيل العقلي أو التمثيل المعرفي (بالإنجليزية: Mental representation) هو التمثُّل الرمزي للواقع الخارجي فرضيًا وداخليًا ومعرفيًا. يوجد المصطلح في فلسفة العقل وعلم النفس المعرفي والعلوم العصبية والعلوم الاستعرافية. أو هو عملية عقلية معرفية تستخدم ذلك التمثل الرمزي، «نظام رسمي لإنشاء كيانات أو أنواع معينة صريحة من المعلومات، مع تحديد طريقة فعل ذلك».
التمثيل العقلي هو الصور الذهنية التي يحدثها العقل للأشياء التي لاتستطيع الحواس الإحاطة بها. في الفلسفة المعاصرة، وتحديداً في مجالات ما وراء الطبيعة مثل فلسفة العقل وعلم الوجود، يعد التمثيل الذهني أحد الطرق السائدة لشرح ووصف طبيعة الأفكار والمفاهيم المجردة.
تُمكّننا التمثيلات العقلية (أو الصور الذهنية) من تمثيل الأشياء التي لم يسبق لنا اختبارها عن طريق الحواس وكذلك الأشياء غير الموجودة في الواقع. تخيل أنك تسافر إلى مكان لم يزره أحد من قبل أو أن لديك ذراعًا إضافيًا. هذه الأشياء لم تحدث قط، أو هي مستحيلة الحدوث وغير موجودة في الواقع، لكن عقلنا وصورنا الذهنية تسمح لنا بتخيلها. على الرغم من أنه يرجح كون هذه العملية عملية استدعاء وتكوين صور ذهنية مرئية، فإن الصور الذهنية قد تترلن
ضمن تمثيلات لأي من الخبرات الحسية، مثل السمع، أو الرائحة، أو التذوق. يقترح ستيفن كوسلين، عالم النفس الأمريكي، أن العقل يستدعي الصور للمساعدة في حل أنواع معينة من المشاكل. نحن قادرون على تصور المفاهيم والتجريدات التي لانفهمها وتمثيلها عقلياً لحلها.
تتيح التصورات الذهنية أيضًا للناس تفسير الأشياء الموجودة أمامهم مباشرةً، على الرغم متةبن أن عملية تفسير الدماغ للمحتوى العقلي الذي يُمثَّل ما زالت موضع نقاش.