Para distinguir a maioria dos sabores, o cérebro precisa da informação sobre ambos, cheiro e sabor. Essas sensações são transmitidas ao cérebro a partir do nariz e da boca. São várias as regiões do cérebro que integram a informação, permitindo às pessoas reconhecer e apreciar os sabores.

Uma pequena área da membrana mucosa que reveste o nariz (o epitélio olfativo) contém células nervosas especializadas, denominadas de receptores olfativos. Estes receptores contêm prolongamentos pilosos (cílios) que detectam os odores. As moléculas transportadas pelo ar, que entram pelas fossas nasais, estimulam os cílios, desencadeando um impulso nervoso nas fibras nervosas contíguas. As fibras prolongam-se para cima, através da estrutura óssea que forma o teto da cavidade nasal (placa cribriforme), e conectam-se aos prolongamentos das células nervosas (bulbos olfativos). Estes bulbos formam os nervos cranianos do olfato (nervos olfatórios). O impulso viaja através dos bulbos olfativos e ao longo dos nervos olfatórios até o cérebro. Este interpreta o impulso como um odor específico. Além disso, a área do cérebro onde se armazena a memória dos odores - o centro do olfato e da gustação na parte medial do lobo temporal - é estimulada. A memória permite a uma pessoa distinguir e identificar muitos odores diferentes, assimilados ao longo da vida.

Milhões de pequenas papilas gustativas cobrem a maior parte da superfície da língua. Uma papila gustativa contém diversos tipos de receptores gustativos ciliados. Cada tipo detecta um dos cinco sabores básicos: doce, salgado, azedo, amargo ou temperado (também chamado de umami, o sabor do glutamato monossódico). Esses sabores podem ser detectados por toda a língua, mas certas áreas podem ser um pouco mais sensíveis para cada sabor: doce na ponta da língua, salgado nos lados frontais da língua, azedo nas laterais da língua e sabores amargos no terço posterior da língua.

Os alimentos colocados na boca estimulam os cílios, desencadeando um impulso nervoso nas fibras nervosas contíguas, que estão ligadas aos nervos cranianos do paladar (o nervo facial e o glossofaríngeo). O impulso viaja ao longo desses nervos até o cérebro, que interpreta a combinação de impulsos originados nos diferentes tipos de receptores gustativos como um sabor distinto. As informações sensoriais do cheiro, sabor, textura e temperatura da comida, captadas pelos receptores de cheiro e sabor, são processadas pelo cérebro para produzir um sabor distinto quando a comida entra na boca e é mastigada.