Der Geruchssinn, bekannt als Olfaction, verwendet ein Sinnesorgan namens Nase, um Geruchsinformationen an die Riechrinde im Gehirn weiterzugeben. Diffuse Suspensionen relevanter Moleküle, sogenannte Gerüche, werden von der Nase nach einem molekularen Schlüssel-Schloss-Schema analysiert, bei dem Gerüche anhand ihrer einzigartigen chemischen Signaturen identifiziert werden.
Der Sinn hat sich als Mittel entwickelt, um überlebensrelevante Informationen über die Außenwelt zu erfassen, insbesondere das Abschätzen von Lebensmitteln. Der Geruch ist der älteste der Sinne, mit Analogien, die bis zu den ersten Tieren vor 600 Millionen Jahren zurückreichen. Der Geruch, einer der fünf Hauptsinne, ist am engsten mit der Bildung von Erinnerungen verbunden.
Geruchsrezeptorneuronen, die für den Geruch verantwortlichen Zellen, befinden sich auf einem 1 x 2 Zoll großen Gewebestreifen, dem Riechepithel, der sich etwa 3 Zoll über und hinter den Nasenlöchern befindet. Das menschliche Riechepithel ist etwa 16 cm² groß, im Gegensatz zu einigen Hunden mit 150 cm².
Bei fortgeschrittenem Farbsehen kann das Sehen als der primäre menschliche Sinn angesehen werden: Der Geruch spielt eine begrenztere Rolle, hauptsächlich im Zusammenhang mit Nahrung und sexueller Bindung. Die olfaktorischen Rezeptorneuronen sind von Stützzellen umgeben, die Schleim ausscheiden, was die Aufnahme von Geruchsmolekülen erleichtert. Die Nasenlöcher sind mit Haaren bedeckt, um das Eindringen von unerwünschten Organismen und unbelebtem Material aus der Umgebung zu verhindern.
Die olfaktorischen Rezeptorneuronen, von denen jedes mehrere Moleküle erkennen kann, projizieren über den Riechnerv Axone in das Gehirn. Diese Projektionen konvergieren auf einer kleinen (~50 Mikrometer) Struktur, die als Riechkolben bezeichnet wird, und konvergieren schließlich auf nur etwa 100 Neuronen. Angesichts des Konvergenzgrades im olfaktorischen Teil des Nervensystems mag es verwunderlich erscheinen, dass wir zwischen so vielen Gerüchen unterscheiden können, aber anscheinend reichen willkürliche Aktivierungsmuster unter den 100 Neuronen aus, um diese Aufgabe zu erfüllen. Die meisten Menschen können dabei mehrere tausend Gerüche mit unterschiedlichen Intensitätsgraden und Duftkombinationen unterscheiden.