John O'Keefe, FRS FMedSci (geboren op 18 november 1939) is een Amerikaans-Britse neurowetenschapper. Hij is hoogleraar aan het Sainsbury Wellcome Centre for Neural Circuits and Behaviour en de onderzoeksafdeling Cel- en Ontwikkelingsbiologie van het University College London. Hij is een van de meest opmerkelijke alumni van het City College van New York.
O'Keefe staat bekend om zijn ontdekking van plaatscellen in de hippocampus. Hij ontdekte dat ze een soort codering voor plaatsen vertonen. Dit is een plaatsbepalingssysteem, een "innerlijke GPS" in de hersenen die het mogelijk maakt ons te oriënteren in de ruimte.
In 2014 ontving hij de Kavli Prize in Neuroscience "voor de ontdekking van gespecialiseerde hersennetwerken voor geheugen en cognitie", samen met Brenda Milner en Marcus Raichle. Hij deelde de ene helft van de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde in 2014 met May-Britt Moser en Edvard Moser, die de andere helft gezamenlijk deelden.
O'Keefe en zijn student Jonathan Dostrovsky ontdekten plaatscellen door systematisch de omgevingsfactoren te analyseren die de vurende eigenschappen van individuele hippocampusneuronen beïnvloeden.
Zijn vele publicaties over plaatscellen zijn zeer geciteerd. Daarnaast publiceerde hij een invloedrijk boek met Lynn Nadel, waarin hij de functionele rol van de hippocampus als cognitieve kaart voor ruimtelijke geheugenfunctie voorstelt. In het verlengde van zijn werk zijn in honderden artikelen plaatscellen experimenteel geanalyseerd of in modellen gesimuleerd.