Обоняние – первое ощущение, появившееся одновременно с ощущением вкуса в процессе эволюции и позволяющее определить присутствие в воздухе пахучих веществ. Выявлены сенсорные рецепторы, которые способствуют возникновению примерно 100 первичных обонятельных ощущений. Сенсорные обонятельные рецепторы являются первично чувствующими хеморецепторами, расположенными на дендритах биполярных обонятельных нейронов, которые находятся в слизистой оболочке носовых ходов. Обонятельная выстилка отличается от респираторного эпителия коричневато-желтоватым оттенком. Продолжительность жизни сенсорных обонятельных нейронов – около двух месяцев. На окончаниях дендритов обонятельных нейронов располагается 6-12 ресничек, в мембранах которых содержатся специальные белки-рецепторы. Активация этих рецепторов приводит к возникновению рецепторного потенциала в дендрите, а затем и потенциала действия в аксоне этого же нейрона. Обонятельные рецепторы исключительно чувствительны (один рецептор может быть возбужден одной молекулой пахучего вещества).
Обонятельный нерв, образованный аксонами чувствительных нейронов, через основание черепа проникает в головной мозг и поступает в обонятельную луковицу в передней части лобных долей, не проходя через таламус, в отличие от всех остальных сенсорных путей.