Сенсорные системы обнаруживают стимулы, такие как световые и звуковые волны, и трансдуцируют их в нервные сигналы, которые могут быть интерпретированы нервной системой. В дополнение к внешним стимулам, обнаруженным чувствами, некоторые сенсорные системы обнаруживают внутренние стимулы, такие как проприоцепторы в мышцах и сухожилиях, которые посылают обратную связь о положении конечностей.

Сенсорные системы включают зрительные, слуховые, вкусовые (вкус), обонятельные (запах), соматосенсорные (прикосновение, боль, температура и проприоцепция) и вестибулярные (баланс, пространственная ориентация) системы.

Все сенсорные системы имеют рецепторные клетки, которые специализируются на обнаружении определенного типа стимула. Например, волосковые клетки во внутреннем ухе имеют реснички, которые движутся в присутствии звуковых волн, в то время как обонятельные рецепторы нейронов в полости носа имеют рецепторы, которые связываются с молекулами одоранта.

Наличие соответствующего стимула вызывает электрохимические изменения в нервной системе. Этот стимул обычно изменяет мембранный потенциал сенсорного нейрона, вызывая потенциал действия. Затем информация передается из сенсорного органа в спинной мозг, а затем в мозг или непосредственно в мозг (как в зрительной системе).

Различные типы сенсорной информации, также называемые модальности, путешествуют по разным путям через центральную нервную систему, но большинство из них передаются таламусу – структуре в середине мозга. Отсюда сенсорная информация обычно отправляется в области коры головного мозга, предназначенные для анализа конкретных условий, например, первичной зрительной коры или первичной слуховой коры.

Эти области, в свою очередь, отправляют информацию в кору ассоциации, где сенсорная информация интегрируется с другими типами информации для анализа более высокого уровня. В конечном счете, нейронная обработка, которая происходит на всех этих путях и сетях, позволяет точно воспринять сенсорные стимулы, такие как идентичность и расположение объектов в визуальном мире, или понимание речи.