การผ่าตัดเอาหัวใจเก่าออกใส่หัวใจใหม่ หรือการใส่หัวใจใหม่เพิ่มเข้าไปอีกหนึ่งหัวใจ โดยไม่ต้องตัดหัวใจเก่าออก เรียกว่า การผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจ หรือการปลูกถ่ายหัวใจ (Heart transplantation)

การผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจครั้งแรกในโลกทำเมื่อปี คศ. 1967 (พ.ศ.2510)

โดย นายแพทย์คริสเตียน เบอร์นาด (Christiaan Barnard) ณ เมืองเคปทาวน์ ประเทศ แอฟริกาใต้ ในปี คศ.2007 (พ.ศ.2550)

มีการผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจในโลกทั้งหมด 3,500 ราย ในขณะที่มีหัวใจวายระ ยะสุดท้ายรอการผ่าตัดเปลี่ยนหัวใจจำนวน 800,000 ราย จึงมีความพยายาม พัฒนาการใช้หัว ใจเทียม หรือหัวใจจากสัตว์มาใช้แทน แต่ก็ยังช่วยชีวิตผู้ป่วยได้ในระยะสั้น