Rolą mózgu w percepcji jest przetwarzanie sygnałów z różnych narządów zmysłów i nadawanie im znaczenia. Zmysły są czasami klasyfikowane jako zmysły specjalne lub zmysły ogólne. Do zmysłów specjalnych należą percepcja wzrokowa i słuchowa. Inne szczególne zmysły to węch, smak i dotyk; postrzeganie dotyku, nacisku i temperatury można zaliczyć do kategorii zmysłów ogólnych.
Wzrok to ważny zmysł specjalny. Percepcja wzrokowa pojawia się, gdy fale świetlne wchodzą do oka i stymulują receptory wzrokowe. Te impulsy nerwowe przemieszczają się wzdłuż nerwów wzrokowych; sygnały wysyłane są do kory wzrokowej płata potylicznego, która jest wykorzystywana przez mózg w percepcji wzrokowych danych czuciowych.
Innym kluczowym zmysłem specjalnym jest słuch lub percepcja słuchowa, która jest wyzwalana przez fale dźwiękowe. Fale dźwiękowe przechodzą przez receptory czuciowe w uchu i przez układ nerwu słuchowego. Fale są interpretowane w płatach skroniowych mózgu, w częściach mózgu znanych jako kora słuchowa.
Każda jama nosowa w nosie ma narządy węchowe, które mają receptory stymulowane przez cząsteczki zapachowe. Zapachy wydają się zanikać, ponieważ specjalny zmysł węchu szybko się przystosowuje, gdy jest wystawiony na działanie tej samej cząsteczki zapachowej przez dowolny czas. Zapachy są interpretowane w korze węchowej płatów skroniowych mózgu.
Szczególny zmysł smaku jest ściśle związany ze zmysłem węchu. Kubki smakowe, które są narządami zmysłów na języku, mogą wykrywać szeroką gamę smaków, od słodkich po słone. Smaki gorzkie, kwaśne i pikantne są wyczuwalne przez kubki smakowe. Substancje chemiczne w żywności i napojach stymulują receptory smaku, podczas gdy pokarmy uważane za ostre, takie jak ostra papryka, mogą również stymulować receptory bólu i ciepła. Kora smakowa płatów ciemieniowych mózgu jest wykorzystywana przez mózg w percepcji smaku.
Niektóre zmysły są klasyfikowane jako zmysły ogólne, w tym dotyk i nacisk, które są stymulowane, gdy tkanka w jakiś sposób się przesunęła. Temperatura jest wykrywana przez czujniki ciepła i zimna. Ciało ma szeroko rozprowadzone wolne zakończenia nerwowe, które wyczuwają ból, podczas gdy kora mózgowa mózgu interpretuje źródło i intensywność bólu oraz sposób reagowania na niego.
Percepcja pozazmysłowa (ESP) to sposób poznania, którego nie można wyjaśnić znanymi zmysłami. Przykłady ESP mogą obejmować czytanie w myślach ludzi lub dokładne przewidywanie przyszłości. Chociaż wiele osób uważa, że ESP istnieje, trudno było to udowodnić metodami naukowymi, a obszary mózgu, w których odbierany jest bodziec ESP, nie zostały zidentyfikowane.