Mielikuvitus on aistihavaintojen pohjalta järjestetyn tiedon uudelleen muokkaamista. Mielikuvitus johtuu aivoalueiden eri osissa sijaitsevien aistitoimintojen vuorovaikutuksesta.
Mielikuvitusta pidetään lähinnä ihmisen ominaisuutena, joka auttaa sitä selviytymään ympäristössään aiemmin oppimansa perusteella. Mielikuvitus auttaa hahmottamaan kokonaisuuksia ja elämän eri osa-alueita. Tieto, jota mielikuvituksen avulla jäsennetään voi itsessään olla osittain kuvitteellista eli muun mielikuvituksen tuotetta.
Mielikuvitus on kyky simuloida todellisuutta, ja löytää siitä uusia piirteitä tai ilmiöitä, joita ei sisälly henkilön ja yksilön aiempaan henkilökohtaiseen kokemusmaailmaan. Mielikuvitukseen liittyy olennaisena osana muistaminen. Mielikuvituksessa kyky käsitellä havaittua aisti-informaatiota olemassa oleva aistitieto muokataan haluttuun ja itseään miellyttävään muotoon. Mielikuvitus on uuden löytämistä yksilön omien aivoalueiden käsittelemän aisti-informaation seurauksena. Mielikuvitus on keskeinen luovuuden lähde, osa innovatiivista ja jo olemassa olevaa sekä opittua tietoa uudelleen jäsentävää ja muokkaavaa yksilöä.
Muun muassa leikki, keksiminen, luovuus ja luova ongelmanratkaisu vaativat mielikuvitusta. Mielikuvitusta tarvitaan useimmiten luovaa mieltä vaativissa työtehtävissä, mutta myös koko ihmislajin sisäisessä kehityksessä.
Mielikuvitus on osa ihmisen biologiaan liittyvää sosiaalista selviytymistä, jolloin yksilö pyrkii luomaan jotain uutta. Ihmiskunta ja yksilöt kehittyvät sosiologisesti ja yhteiskunnallisesti vain mielikuvituksen eli uudelleen käsitellyn ja jäsennetyn tiedon vaikutusten myötä. Mielikuvitusta eli siis aivoalueiden toimintaa tutkivat tieteenalat ovat biologia, lääketiede, psykologia ja sosiologia. Mielikuvitus eli aistitietoa uudelleen muokkaava selviytymismekanistinen ilmiö on osa informaatioyhteiskuntaa ylläpitävää, ihmisyksilöitä verkostoivaa, ja tiedollisesti uutta luovaa tutkimustoimintaa, jolloin ihmisyksilö aiemmin havaitsemansa ja oppimansa perusteella luo uutta tietoa, joka on mielikuvituksen eli aivotoimintojen ja aistihavaintojen käsittelemän ja uudelleen jäsentämän aivotoimintaprosessin tulosta. Mielikuvitus on aivojen toimintaa eri aivoalueiden keskinäisessä vuorovaikutteisessa suhteessa ilmenevänä biologisena prosessina ja mekanismina.