Обоняние является сложным процессом. Ответственность за него несет так называемое обонятельное поле, расположенное на слизистой оболочке верхней стенки носовой полости под передними долями головного мозга. Обонятельное поле состоит из огромного количества обонятельных клеток, на каждой из которых имеются реснички, погруженные в слой слизи. Благодаря слизи улавливаются пахучие вещества, доставляемые в потоке воздуха, а реснички увеличивают площадь обонятельных клеток, что также способствует увеличению обонятельной чувствительности.
Механизм взаимодействия пахучих веществ с обонятельными клетками до конца не изучен. Полагают, что эти вещества, попав с потоком воздуха в нос, растворяются в слизи обонятельных клеток и задерживаются в них ресничками. При этом поверхность обонятельных клеток получает отрицательный заряд по отношению к остальной ткани, то есть возникает электрическая реакция, которая складывается из нервных импульсов. В обонятельных рецепторах возникают нервные импульсы или изменяется их частота. При этом в зависимости от вида пахучего вещества частота импульсов может увеличиваться, уменьшаться или оставаться неизменной. Это значит, что обонятельные рецепторы реагируют по разному на те или иные пахучие вещества.
Затем электрические сигналы по волокнам обонятельного нерва поступают в расположенные в головном мозге обонятельные луковицы. Там поступившая от обонятельных рецепторов информация анализируется и по системе нервных окончаний направляется в кору головного мозга. Только здесь сигнал идентифицируется и осознается.
Как уже отмечалось, обонятельные рецепторы проявляют неодинаковую чувствительность по отношению к различным пахучим веществам. Обычно чем сложнее по своему химическому составу вещество, тем оно более пахучее. Простые по составу вещества, например соль, не пахнут (или почти не пахнут). В то же время некоторые пахучие вещества возбуждают не только обонятельные рецепторы носа, и все вместе они участвуют в формировании запаха. Особенно это касается, например, уксусной кислоты или аммиака.