As maneiras como entendemos e percebemos o mundo ao nosso redor como seres humanos são conhecidas como sentidos. Temos cinco sentidos tradicionais conhecidos como paladar, olfato, tato, audição e visão. Os estímulos de cada órgão sensor no corpo são retransmitidos para diferentes partes do cérebro através de vários caminhos. A informação sensorial é transmitida a partir do sistema nervoso periférico ao sistema nervoso central. Uma estrutura do cérebro chamada tálamo recebe a maioria dos sinais sensoriais e os passa para a área apropriada do córtex cerebral ser processado. Informações sensoriais sobre o cheiro, no entanto, são enviadas diretamente para o bulbo olfativo e não para o tálamo. A informação visual é processada no córtex visual do Lobo occipital, o som é processado no córtex auditivo do Lobo temporal, os cheiros são processados no córtex olfatório do lobo temporal, as sensações ao toque são processadas no córtex somatossensorial do Lobo parietal, e o sabor é processado no córtex gustatório no lobo parietal.
O sistema límbico é composto por um grupo de estruturas cerebrais que desempenham um papel vital na percepção sensorial, interpretação sensorial e função motora. o amígdala, por exemplo, recebe sinais sensoriais do tálamo e usa as informações no processamento de emoções como medo, raiva e prazer. Também determina quais memórias são armazenadas e onde as memórias são armazenadas no cérebro. o hipocampo é importante na formação de novas memórias e na conexão de emoções e sentidos, como cheiro e som, às memórias. o hipotálamo ajuda a regular as respostas emocionais suscitadas pelas informações sensoriais através da liberação de hormonas que atuam no glândula pituitária em resposta ao estresse. O córtex olfativo recebe sinais do bulbo olfativo para processar e identificar odores. No total, as estruturas límbicas do sistema levam as informações percebidas pelos cinco sentidos, bem como outras informações sensoriais (temperatura, equilíbrio, dor etc.) para dar sentido ao mundo à nossa volta.
O gosto, também conhecido como gestação, é a capacidade de detectar substâncias químicas em alimentos, minerais e substâncias perigosas, como venenos. Essa detecção é realizada por órgãos sensoriais na língua chamados papilas gustativas. Existem cinco gostos básicos que esses órgãos retransmitir para o cérebro: doce, amargo, salgado, azedo e umami. Os receptores para cada um dos nossos cinco gostos básicos estão localizados em distintos células e essas células são encontradas em todas as áreas da língua. Usando esses gostos, o corpo pode distinguir substâncias nocivas, geralmente amargas, das nutritivas. As pessoas muitas vezes confundem o sabor dos alimentos com o sabor. O sabor de um alimento em particular é na verdade uma combinação de sabor e cheiro, além de textura e temperatura.
O sentido do olfato, ou olfação, está intimamente relacionado ao sentido do paladar. Produtos químicos de alimentos ou flutuando no ar são detectados por receptores olfativos no nariz. Esses sinais são enviados diretamente para o bulbo olfativo no córtex olfativo do cérebro. Existem mais de 300 receptores diferentes que cada um se liga a uma característica específica da molécula. Cada odor contém combinações desses recursos e se liga a diferentes receptores com diferentes potências. A totalidade desses sinais é o que é reconhecido como um cheiro específico. Ao contrário da maioria dos outros receptores, os nervos olfativos morrem e se regeneram regularmente.
A percepção toque ou somatossensorial é percebida pela ativação de receptores neurais no pele. A principal sensação vem da pressão aplicada a esses receptores, chamados mecanorreceptores. A pele possui múltiplos receptores que detectam os níveis de pressão, desde a escovação suave até a firma, bem como o tempo de aplicação, desde um breve toque até a sustentação. Também existem receptores para dor, conhecidos como nociceptores, e para temperatura, chamados termorreceptores. Os impulsos dos três tipos de receptores viajam através dos sistema nervoso periférico ao sistema nervoso central e o cérebro
A audição, também chamada de audição, é a percepção de som. O som é composto por vibrações que são percebidas pelos órgãos dentro do orelha através de mecanorreceptores. O som primeiro viaja para o canal auditivo e vibra o tímpano. Essas vibrações são transferidas para ossos no ouvido médio, chamado martelo, bigorna e estribo, que vibram ainda mais o fluido no ouvido interno. Essa estrutura cheia de líquido, conhecida como cóclea, contém pequenas células ciliadas que emitem sinais elétricos quando deformadas. Os sinais viajam através do nervo auditivo diretamente para o cérebro, que interpreta esses impulsos em som. Os seres humanos normalmente podem detectar sons dentro de um intervalo de 20 a 20.000 Hertz. As frequências mais baixas podem ser detectadas apenas como vibrações através dos receptores somatossensoriais, e as frequências acima desse intervalo não podem ser detectadas, mas geralmente podem ser percebidas pelos animais. A diminuição da audição de alta frequência frequentemente associada à idade é conhecida como deficiência auditiva.
Visão, ou visão, é a capacidade dos olhos de perceber imagens de luz visível. A estrutura do olho é fundamental como o olho funciona. A luz entra no olho através da pupila e é focada através da lente na retina na parte de trás do olho. Dois tipos de fotorreceptores, chamados cones e bastões, detectam essa luz e geram impulsos nervosos que são enviados para o cérebro via nervo óptico. As hastes são sensíveis ao brilho da luz, enquanto os cones detectam cores. Esses receptores variam a duração e a intensidade dos impulsos para relacionar a cor, matiz e brilho da luz percebida. Defeitos dos fotorreceptores podem levar a condições como daltonismo ou, em casos extremos, daltonismo completo.