神经系统必须接收和处理外界信息以作出反应、进行通信并确保身体的健康与安全。这些信息大部分来自感觉器官：眼睛、耳朵、鼻子、舌头和皮肤。这些器官中的专门细胞和组织会接收原始刺激，并将其转化为神经系统可以使用的信号。神经将信号传递到大脑，大脑将其解释为影像（视觉）、声音（听觉）、气味（嗅觉）、味道（味觉）和触感（触觉）。
眼睛位于头骨的眼眶中，受到骨骼和脂肪的保护。眼睛的白色部分是巩膜。它保护内部结构，包围着角膜、虹膜和瞳孔形成的圆形入口。角膜是透明的，允许光线进入眼睛，并发生弯曲来引导光线进入其后的瞳孔。瞳孔实际上是虹膜有色圆盘中的开孔。虹膜扩张或收缩，调节有多少光线通过瞳孔并进入晶状体。接下来，弯曲的晶状体将图像会在视网膜（眼的内层）上聚焦。视网膜是一层精细的神经组织膜，包含了感光细胞。这些视杆细胞和视锥细胞将光转化为神经信号。视神经将信号从眼睛传递到脑部，由脑将其解释为视觉图像。
音乐、笑声、汽车鸣笛—都作为空气中的声波传入耳朵。外耳将声波沿着耳道（外耳道）汇聚到鼓膜（“耳鼓”）。声波敲击鼓膜，在膜中产生机械振动。鼓膜将这些振动传递到三块被称为听小骨的微小骨骼，可在充满空气的中耳腔室内看到它们。这些骨骼（锤骨、砧骨和镫骨）承载振动并敲击内耳的开口。内耳由充满液体的管道组成，包括螺旋形的耳蜗。随着听小骨的撞击，耳蜗中的特殊毛细胞会检测到液体中的压力波。它们激活神经感受器，通过蜗神经向脑发送信号，后者将信号解释为声音。
皮肤由三个主要组织层构成：外层表皮、中层真皮和内层皮下组织。这些组织层中专门的感受器细胞检测触觉，并通过周围神经向脑部传递信号。不同类型感受器的存在和位置使特定身体部位更加敏感。嘴唇、手和外生殖器官下表皮可见Merkel细胞。迈斯纳小体可见于无毛发皮肤的上真皮层内—指甲、乳头、嘴唇、足底、阴蒂、龟头和舌尖。这两种感受器都可以检测到触摸、压力和振动。其他触觉感受器还包括环层小体，它也能记录压力和振动。还有能感受到疼痛、瘙痒和刺痒的特异性神经自由末梢。
气味的感觉被称为嗅觉。它开始于鼻腔的顶部上皮中的毛状纤毛上的感受器。当我们用鼻子嗅和吸气时，一些空气中的化学物质会与感受器结合。这会触发一个顺着神经纤维向上传递的信号，穿过上皮和上方的颅骨到达嗅球。嗅球包含神经元细胞体，其将信号顺着延伸至嗅球的颅神经传递。然后将信号朝着大脑皮层的嗅觉区域向下传递到嗅神经。
舌头上的那些小疙瘩是什么？它们叫做舌乳头。它们中包括轮廓乳头和菌状乳头在内的多数都包含味蕾。当我们进食时，食物中的化学物质会进入舌乳头并到达味蕾。这些化学物质（或促味剂）刺激味蕾内部特殊的味觉细胞，激活神经感受器。感受器将信号发送至面神经、舌咽神经和迷走神经的神经纤维。这些神经将信号传递到延髓，延髓将信号传递到脑部的丘脑和大脑皮层。
