De måder, vi forstår og opfatter verden omkring os på som mennesker, er kendt som sanser. Vi har fem traditionelle sanser, der kaldes smag, lugt, berøring, hørelse og syn. Stimulerne fra hvert sanseorgan i kroppen videresendes til forskellige dele af kroppen hjerne gennem forskellige stier. Sensorisk information transmitteres fra perifere nervesystem til centralnervesystemet. En struktur i hjernen kaldet thalamus modtager de fleste sensoriske signaler og sender dem videre til det passende område af hjernebark skal behandles. Sensorisk information angående lugt sendes dog direkte til luftskålen og ikke til thalamus. Visuel information behandles i den visuelle cortex af occipital lob, lyd behandles i den auditive cortex af tidsmæssig lob, lugter behandles i den luktende cortex i den temporale lob, berøringsfølelser behandles i den somatosensoriske cortex i parietal lob, og smag forarbejdes i den affæstelsesbark i parietalben.
Det limbiske system er sammensat af en gruppe hjernestrukturer, der spiller en vigtig rolle i
sanseopfattelse, sensorisk fortolkning og motorisk funktion. Det amygdalamodtager for eksempel sensoriske signaler fra thalamus og bruger informationen i behandlingen af følelser som frygt, vrede og glæde. Det bestemmer også, hvilke minder der er gemt, og hvor hukommelserne opbevares i hjernen. Det hippocampus er vigtig for at danne nye minder og forbinde følelser og sanser, såsom lugt og lyd, til minder. Det hypothalamus hjælper med at regulere følelsesmæssige reaktioner, der er fremkaldt af sensorisk information gennem frigivelse af hormoner den handling på hypofyse som svar på stress. Luftfarvebarken modtager signaler fra luktpæren til behandling og identificering af lugt. I alt tager limbiske systemstrukturer information opfattet fra de fem sanser, såvel som anden sensorisk information (temperatur, balance, smerte osv.) For at give mening om verdenen omkring osSmag, også kendt som drægtighed, er evnen til at opdage kemikalier i mad, mineraler og farlige stoffer som giftstoffer. Denne detektion udføres af sanseorganer på tungen kaldet smagsløg. Der er fem grundlæggende smag, som disse organer relæ til hjernen: sød, bitter, salt, sur og umami. Receptorer for hver af vores fem grundlæggende smag er placeret i forskellige celler og disse celler findes i alle områder af tungen. Ved hjælp af denne smag kan kroppen skelne skadelige stoffer, som regel bitre, fra næringsrige. Folk fejler ofte smagen af mad til smagen. Smagen af en bestemt mad er faktisk en kombination af smag og lugt samt tekstur og temperatur.
Duften af lugt eller lugt er tæt knyttet til følelsen af smag. Kemikalier fra mad eller flydende i luften registreres af lugtende receptorer i næsen. Disse signaler sendes direkte til lyktebolten i luktbarken i hjerne. Der er over 300 forskellige receptorer, som hver binder en specifik molekylefunktion. Hver lugt indeholder kombinationer af disse funktioner og binder til forskellige receptorer med forskellige styrker. Helheden af disse signaler er hvad der genkendes som en bestemt lugt. I modsætning til de fleste andre receptorer dør lugtende nerver og regenererer regelmæssigt.
Touch eller somatosensory opfattelse opfattes ved aktivering i neurale receptorer i hud. Den vigtigste fornemmelse kommer fra tryk, der påføres disse receptorer, kaldet mekanoreceptorer. Huden har flere receptorer, der mærker trykniveauer fra skånsom børstning til fast samt påføringstidspunktet fra en kort berøring til vedvarende. Der er også receptorer for smerter, kendt som nociceptorer, og for temperatur, kaldet termoreceptorer. Impulser fra alle tre typer receptorer rejser gennem perifere nervesystem til centralnervesystemet og hjernen.
Hørelse, også kaldet audition, er opfattelsen af lyd. Lyd består af vibrationer, der opfattes af organer inde i øre gennem mekaneceptorer. Lyd bevæger sig først ind i øregangen og vibrerer trommehinden. Disse vibrationer overføres til knogler i mellemøret kaldes hammeren, ambolten og stigbøjlen, som yderligere vibrerer væsken i det indre øre. Denne væskefyldte struktur, kendt som cochlea, indeholder små hårceller, der udsender elektriske signaler, når deformeres. Signalerne bevæger sig gennem den auditive nerve direkte til hjernen, hvilket fortolker disse impulser til lyd. Mennesker kan normalt registrere lyde inden for et område fra 20 - 20.000 Hertz. Lavere frekvenser kan kun detekteres som vibrationer gennem somatosensoriske receptorer, og frekvenser over dette område kan ikke detekteres, men ofte kan de opfattes af dyr. Faldet i høyfrekvent hørelse, der ofte er forbundet med alderen, kaldes hørehæmning.
Syn eller vision er øjnenes evne til at opfatte billeder af synligt lys. Øjens struktur er nøglen ind hvordan øjet fungerer. Lys kommer ind i øjet gennem eleven og fokuseres gennem linsen på nethinden bag på øjet. To typer fotoreseptorer, kaldet kegler og stænger, detekterer dette lys og genererer nerveimpulser der sendes til hjerne via synsnerven. Stænger er følsomme over for lysstyrken, mens kegler registrerer farver. Disse receptorer varierer varigheden og intensiteten af impulser for at relatere farven, farvetone og lysstyrken i det opfattede lys. Defekter af fotoreceptorerne kan føre til forhold som farveblindhed eller i ekstreme tilfælde fuldstændig blindhed.