Οι χημειοϋποδοχείς είναι εξειδικευμένα νευρικά κύτταρα που έχουν σχεδιαστεί για να ανταποκρίνονται σε χημικά ερεθίσματα. Το σώμα περιέχει τόσο άμεσους όσο και απομακρυσμένους χημειοϋποδοχείς, οι οποίοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη σωματική λειτουργία και την καθημερινή ζωή. Αυτά τα κύτταρα είναι επίσης γνωστά μερικές φορές ως χημειοαισθητήρες, επειδή συμπεριφέρονται σαν αισθητήρες που «μυρίζουν» για συγκεκριμένες χημικές ουσίες που μας ενδιαφέρουν. Όπως και άλλοι νευρώνες, αυτά τα κύτταρα συνήθως σχεδιάζονται με προσαρμοσμένες κλειδαριές που ταιριάζουν μόνο στα κλειδιά συγκεκριμένων χημικών ουσιών, γεγονός που τα καθιστά ευαίσθητα μόνο σε ορισμένους τύπους χημικών ή χημικές οικογένειες.
Ένα παράδειγμα άμεσων χημειοϋποδοχέων είναι τα κύτταρα που βρίσκονται στη γλώσσα. Όταν οι άνθρωποι δοκιμάζουν το φαγητό, είναι επειδή αυτά τα κύτταρα ανταποκρίνονται στις χημικές ουσίες του φαγητού, στέλνοντας ένα σήμα στον εγκέφαλο για να ενημερώσει τον εγκέφαλο για το τι συμβαίνει στο στόμα. Συγκεκριμένες περιοχές του στόματος έχουν περιοχές που στοχεύουν σε συγκεκριμένες γεύσεις, όπως το αλμυρό και το γλυκό. Αυτό εξηγεί γιατί τα τρόφιμα μπορεί να έχουν διαφορετική γεύση καθώς μασώνται και καταπίνονται, καθώς και γιατί ορισμένα τρόφιμα έχουν επίγευση, καθώς ορισμένες χημικές ουσίες μπορεί να χρειαστούν περισσότερο χρόνο για να διεγείρουν τους χημειοϋποδοχείς.
Άμεσοι χημειοϋποδοχείς βρίσκονται επίσης στο καρωτιδικό σώμα, μια δομή που βρίσκεται στον κλάδο της καρωτιδικής αρτηρίας. Αυτά τα νεύρα ανιχνεύουν τα επίπεδα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στο αίμα για να καθορίσουν πότε κάποιος χρειάζεται να αναπνεύσει. Το καρωτιδικό σώμα εξηγεί γιατί οι άνθρωποι δεν μπορούν να ασφυκτιούν κρατώντας την αναπνοή τους, επειδή αυτά τα κύτταρα θα προκαλέσουν τελικά μια ακούσια απόκριση αναπνοής λόγω των κρίσιμων επιπέδων χημικών ουσιών που ανιχνεύουν στο αίμα. Αυτά τα κύτταρα μπορούν επίσης να παρακολουθούν τη θερμοκρασία και την ισορροπία του pH.
Έμμεσοι χημειοϋποδοχείς μπορούν να βρεθούν στη μύτη, ανιχνεύοντας μυρωδιές και ανιχνεύοντας ορμόνες. Όπως πολλοί άνθρωποι έχουν παρατηρήσει όταν κρυώνουν, οι υποδοχείς τους στο στόμα και στη μύτη εμπλέκονται και οι δύο στη διαδικασία της γεύσης, καθώς τα τρόφιμα δεν θα έχουν καλή γεύση όταν η μύτη είναι βουλωμένη ή όταν η γλώσσα είναι κατεστραμμένη.
Όλα αυτά τα νευρικά κύτταρα στέλνουν ερεθίσματα πίσω στον εγκέφαλο. Χημειοϋποδοχείς μπορούν επίσης να βρεθούν στον ίδιο τον εγκέφαλο, παρακολουθώντας το επίπεδο pH και ειδοποιώντας τον εγκέφαλο για την παρουσία χημικών ουσιών που θα μπορούσαν να υποδηλώνουν πρόβλημα. Μια ειδική περιοχή του εγκεφάλου που ονομάζεται ζώνη ενεργοποίησης χημειοϋποδοχέων λαμβάνει είσοδο από εκείνους τους υποδοχείς που είναι ευαίσθητοι σε χημικές ουσίες που μπορεί να είναι επικίνδυνες. Όταν αυτά τα κύτταρα στέλνουν ένα μήνυμα στον εγκέφαλο ότι αυτές οι χημικές ουσίες έχουν καταποθεί, ο εγκέφαλος ενεργοποιεί ένα αντανακλαστικό εμετού, έτσι ώστε οι χημικές ουσίες να απομακρυνθούν από το σώμα πριν μπορέσουν να μεταβολιστούν.