Un sistem senzorial este partea sistemului nervos care constă din căi neuronale, receptori senzoriali și părți ale creierului care procesează informațiile senzoriale. Receptorii senzoriali recunosc stimulii din mediul intern și extern, căile neuronale conduc informațiile de la stimuli către creier, iar creierul procesează informația. Sistemul senzorial uman este în continuare subdivizat în sistem somatosenzorial, sistem vizual, sistem auditiv și vestibular, sistem gustativ și sistem olfactiv.
Receptorii senzoriali sunt terminații nervoase specializate care codifică tipul, locația spațială, intensitatea, durata, pragul și frecvența stimulilor. Stimulii pot veni din mediul intern sau extern și excită receptorii senzoriali. Receptorii senzoriali sunt clasificați în funcție de tipul de stimul la care răspund. La oameni, diferitele tipuri de receptori senzoriali din sistemul somatosenzorial includ mecanoreceptorii, termoreceptorii, nociceptorii și receptorii de întindere a fusului muscular. Sistemele senzoriale pentru vedere, auz și echilibru, gust și olfactiv au fiecare propriul set de receptori senzoriali.
Mecanoreceptorii detectează modificări ale presiunii sau ale atingerii. Termoreceptorii recunosc schimbările de temperatură. Nociceptorii detectează căldura excesivă și presiunea severă care provoacă deteriorarea țesuturilor și eliberarea de substanțe chimice de către țesutul deteriorat. Receptorii de întindere a fusului muscular detectează postura și mișcarea.
Fotoreceptorii se găsesc în sistemul vizual. Conțin fotopigmenți care absorb energia luminii. Celulele păroase ale organului Corti se găsesc în sistemul auditiv și vestibular. Ei detectează undele de presiune din stimulul sonor, precum și schimbările de postură și mișcare. Sistemele gustative și olfactive se bazează pe chemoreceptori care detectează gusturi și, respectiv, mirosuri.
Acești receptori senzoriali transformă stimulii în energie electrică, care este condusă de-a lungul căilor neuronale. Căile neuronale ale sistemului senzorial sunt neuroni aferenți care diverg și sinapse care conduc informațiile, energia electrică, dintr-un singur stimul. În sistemul somatosenzorial, cele mai importante căi neuronale sunt calea coloana dorsală-lemnisc medial și tractul spinotalamic. O cale neuronală din sistemul vizual implică un nerv optic, în timp ce cele ale sistemelor auditive și vestibulare implică nervul cohlear și, respectiv, nervul vestibular. Receptorii sistemului gustativ implică nervii faciali, glosofaringieni și vagi care fac sinapse în nucleul tractului solitar găsit în creier și, în cele din urmă, receptorii sistemului olfactiv implică nervii olfactiv care se conectează cu glomerulii olfactivi aflați la baza cranieului. cavitatea, chiar sub lobul frontal al creierului.
Cu excepția sistemului olfactiv, căile neuronale conduc informațiile către talamus, iar informațiile sunt transmise de la acesta către locația corespunzătoare din cortexul cerebral. Informația de la stimulii vizuali este transmisă la lobul occipital, în timp ce cea de la stimulii auditivi și vestibulari este transmisă la lobul temporal și, respectiv, trunchiul cerebral și cerebelul. Informațiile despre stimuli gustatori și somatosenzoriali sunt transmise la lobul parietal. Deși informațiile de la stimulii olfactivi pot ajunge la talamus, calea sa neuronală nu trebuie să transmită informații către talamus. Informația este transmisă direct la lobul frontal al cortexului cerebral.