บทบาทของสมองในการรับรู้คือการประมวลสัญญาณจากอวัยวะรับสัมผัสที่หลากหลายและให้ความหมายแก่พวกเขา ความรู้สึกบางครั้งจัดเป็นความรู้สึกพิเศษหรือความรู้สึกทั่วไป ความรู้สึกพิเศษรวมถึงการรับรู้ภาพและการได้ยิน ความรู้สึกพิเศษอื่น ๆ คือความรู้สึกถึงกลิ่นรสและสัมผัส การรับรู้ของการสัมผัสความดันและอุณหภูมิอาจจัดเป็นความรู้สึกทั่วไป
สายตาเป็นความรู้สึกพิเศษที่สำคัญ การรับรู้ทางสายตาเกิดขึ้นเมื่อคลื่นแสงเข้าตาและกระตุ้นผู้รับภาพ แรงกระตุ้นเส้นประสาทเหล่านี้เดินทางไปตามเส้นประสาทตา สัญญาณถูกส่งไปยังคอร์เทกซ์สายตาของกลีบท้ายทอยซึ่งสมองใช้ในการรับรู้ข้อมูลทางประสาทสัมผัสทางสายตา
ความรู้สึกพิเศษที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือการได้ยินหรือการรับรู้การได้ยินซึ่งเกิดขึ้นจากคลื่นเสียง คลื่นเสียงผ่านตัวรับความรู้สึกในหูและผ่านระบบประสาทหู คลื่นจะถูกตีความในกลีบสมองชั่วคราวของสมองในส่วนของสมองที่เรียกว่าเยื่อหุ้มสมองหู
โพรงจมูกแต่ละอันในจมูกมีอวัยวะรับกลิ่นซึ่งมีตัวรับซึ่งถูกกระตุ้นโดยโมเลกุลของกลิ่น ดูเหมือนว่ากลิ่นจะจางลงเพราะความรู้สึกพิเศษของกลิ่นจะปรับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วเมื่อสัมผัสกับโมเลกุลของกลิ่นที่เหมือนกันในทุกช่วงเวลา กลิ่นจะถูกตีความในเยื่อหุ้มสมองดมกลิ่นของสมองกลีบขมับของสมอง
ความรู้สึกพิเศษของรสชาตินั้นเกี่ยวข้องกับกลิ่นอย่างใกล้ชิด Taste buds ซึ่งเป็นอวัยวะรับความรู้สึกที่ลิ้นสามารถตรวจจับรสชาติได้หลากหลายตั้งแต่รสหวานไปจนถึงเค็ม สามารถตรวจพบรสขม, รสเปรี้ยวและเผ็ดได้ สารเคมีในอาหารและเครื่องดื่มจะกระตุ้นผู้รับรสชาติในขณะที่อาหารที่มีความร้อนเช่นพริกเผ็ดสามารถกระตุ้นความเจ็บปวดและตัวรับความร้อน เยื่อหุ้มเซลล์ที่มีรสขมของสมองกลีบข้างสมองนั้นถูกใช้โดยสมองในการรับรู้รสชาติ
ความรู้สึกบางอย่างจัดอยู่ในประเภทความรู้สึกทั่วไปรวมถึงการสัมผัสและความดันซึ่งจะถูกกระตุ้นเมื่อเนื้อเยื่อมีการเปลี่ยนแปลงอย่างใด ตรวจจับอุณหภูมิผ่านเซ็นเซอร์ความร้อนและเย็น ร่างกายมีการกระจายปลายประสาทที่อิสระอย่างกว้างขวางเพื่อรับรู้ถึงความเจ็บปวดในขณะที่เปลือกสมองของสมองตีความแหล่งที่มาและความรุนแรงของความเจ็บปวดและวิธีตอบสนองต่อมัน
การรับรู้พิเศษ (ESP) เป็นวิธีการรู้ที่ไม่ได้อธิบายผ่านประสาทสัมผัสที่รู้จัก ตัวอย่างของ ESP อาจรวมถึงการอ่านใจของผู้คนหรือทำนายอนาคตได้อย่างถูกต้อง แม้ว่าหลายคนเชื่อว่า ESP มีอยู่มันยากที่จะพิสูจน์โดยใช้วิธีการทางวิทยาศาสตร์และพื้นที่ของสมองในการรับรู้ของการกระตุ้น ESP ไม่ได้ระบุ
