Le système sensoriel est la façon dont les animaux découvrent leur environnement proche et leur corps. Pour ce faire, ils disposent de dispositifs spéciaux pour collecter des données appelés organes sensoriels. Les organes sensoriels agissent comme des transducteurs : ils transforment l'énergie provenant de l'extérieur ou de l'intérieur du corps en signaux nerveux. Ces signaux sont ensuite traités très rapidement par le cerveau. L'ensemble constitue le système sensoriel.

Il est habituel de dire que le système sensoriel a cinq sens :

En fait, il y a d'autres sens. Par exemple, nous avons un sens de l'équilibre qui vérifie notre équilibre, ou la proprioception qui est le sens de la position relative de ses propres parties du corps et de la force d'effort employée dans le mouvement. Les poissons ont un système de sens qu'aucun animal terrestre ne possède. C'est ce qu'on appelle le système de la ligne latérale. Celui-ci détecte les mouvements et les vibrations de la pression de l'eau et d'autres fonctions. Certains poissons peuvent détecter des schémas de courant électrique dans l'eau.