Для вивчення сенсорних систем використовують електрофізіологічні, нейрохімічні, поведінкові та морфологічні дослідження на тваринах, психофізіологічний аналіз сприйняття у здорової та хворої людини, методи картування його мозку.
Сенсорна система складається з рецепторів, нейронних провідних шляхів та відділів головного мозку, відповідальних за обробку отриманих сигналів. Найбільш відомими сенсорними системами є зір, слух, дотик, смак та нюх.