As redes sensoriais no corpo geralmente têm áreas correspondentes no cérebro dedicadas a elas. O córtex olfativo é a área responsável, em muitos animais, por receber e processar insumos relacionados ao olfato, ou olfativos. Localizada perto do sistema límbico, logo abaixo do cérebro, esta região é o local onde são processados a maioria dos sinais relacionados ao olfato. Seu objetivo e localização contribuem para alguns dos sintomas observados nos estados de doença que afetam o cérebro, que é a maior área do cérebro.
Com outros sentidos, os sinais são processados primeiro no tálamo, mas o córtex olfativo recebe informações diretamente dos receptores. Os receptores olfativos no nariz enviam sinais para as lâmpadas olfativas próximas, logo abaixo dos lobos frontais do cérebro, e essas transmissões são então retransmitidas para o córtex olfativo, ou lobo. As informações podem ser processadas e as projeções enviam esses dados para o tálamo, onde podem ser integrados às informações de outros sentidos, como a visão. Muitas das projeções desse córtex vão para outro lobo, chamado córtex insular, onde os neurônios integram sinais olfativos com os que pertencem ao sentido do paladar. Essa área é responsável pela estreita relação entre os dois sentidos.
Outras conexões neuronais ligam o córtex olfativo à amígdala, uma parte do sistema límbico envolvida na percepção das emoções e também da memória. Fortes associações entre cheiro e lembranças podem resultar dessa rede em particular. Além disso, reações emocionais e comportamentais ao olfato estão ligadas às projeções que permitem que esse córtex interaja com a amígdala e o tálamo. Quando um cheiro desagradável é detectado, as varreduras do cérebro revelam que o fluxo sanguíneo aumenta para essas áreas, mostrando que elas estão processando informações ativamente.
Às vezes, podem surgir condições médicas que estão intimamente ligadas às ações e à posição única do córtex olfativo. Certos compostos químicos, bem como sinais elétricos, são capazes de causar convulsões devido à presença de uma zona de gatilho, chamada uncus, localizada nessa região. Muitas vezes, a atividade convulsiva que começa nessa área pode começar com um indivíduo alucinando um cheiro aversivo. Tumores que pressionam o uncus também podem fazer com que essa região pressione contra certos nervos cranianos; isso pode levar a uma variedade de conseqüências para entrada e movimento sensoriais, em uma condição chamada hérnia nãocal.