Für fast jedes Aroma muss das Gehirn sowohl Geruchs- als auch Geschmackseindrücke auswerten. Diese werden von Mund und Nase an das Gehirn übermittelt. Das Geruchs- und Geschmackszentrum im Gehirn verbindet diese Sinnesinformationen, sodass der Mensch Aromen erkennen kann.

In einem kleinen Bereich der Nasenschleimhaut an der Naseninnenwand (Geruchsepithel), finden sich Nervenzellen, die Gerüche wahrnehmen (Geruchsrezeptoren). Diese Rezeptoren weisen winzige haarähnliche Auswüchse (Zilien) auf, die Gerüche wahrnehmen. Gelangen flüchtige Moleküle in die Nasengänge, reizen sie die Zilien und lösen in den ableitenden Nervenfasern einen Nervenimpuls aus. Diese Nervenfasern verlaufen aufwärts durch den Knochen, der das Dach der Nasenhöhle bildet (Siebbeinplatte), und nehmen mit den darüber liegenden Riechkolben (Bulbus olfactorius) Verbindung auf, welche die Hirnnerven für Geruch (olfaktorische Nerven) bilden. Der Impuls wandert über die Riechkolben und weiter entlang der beiden Geruchsnerven zum Geruchs- und Geschmackszentrum im Gehirn. Das Gehirn interpretiert diese Nervenimpulse als einen bestimmten Geruch. Auch die Region des Gehirns (im mittleren Teil des Schläfenlappens), wo Erinnerungen an Gerüche gespeichert werden, wird angeregt. Diese Erinnerungen befähigen einen Menschen, zahlreiche verschiedene Gerüche zu unterscheiden und zu identifizieren, mit denen er im Lauf seines Lebens in Kontakt gekommen ist.

Die Zungenoberfläche ist mit Tausenden winziger Geschmacksknospen besetzt. Eine Knospe enthält mehrere Arten von Geschmacksrezeptoren mit Zilien. Jede Art erkennt eine der fünf Grundgeschmacksrichtungen: süß, salzig, sauer, bitter oder herzhaft (auch als Umami bezeichnet, dem Geschmack von Mononatriumglutamat). Diese Geschmacksrichtungen können auf der ganzen Zunge erkannt werden, aber bestimmte Bereiche können für jeden Geschmack etwas empfindlicher sein: süßer Geschmack an der Zungenspitze, salziger Geschmack an den vorderen Zungenseiten, saurer Geschmack an den Seiten der Zunge und bitterer Geschmack im hinteren Drittel der Zunge.

Die Nahrungsmoleküle reizen diese Zilien, die daraufhin in den Fasern nahe gelegener Nervenzellen (die mit den Geschmacksnerven im Gehirn verbunden sind – die Gesichts- und der Glossopharyngeus-Nerven) einen Impuls auslösen. Der Impuls wird von diesen Gehirnnerven ans Gehirn weitergeleitet, das die Kombination der Impulse von den verschiedenen Geschmacksrezeptoren als einen bestimmten Geschmack interpretiert. Die sensorischen Informationen über Geruch, Geschmack, Textur und Temperatur der Nahrung durch die Geruchs- und Geschmacksrezeptoren werden vom Gehirn verarbeitet. Daraus entsteht das Empfinden eines Aromas, wenn Nahrung in den Mund genommen und gekaut wird.