人嗅觉器官的外周感受器是存在于鼻腔的最上端、淡黄色的嗅膜（嗅上皮）内的嗅细胞，嗅膜所处的位置不是呼吸气体流通的通路，而是被隆起的鼻甲掩护着。带有气味的空气只能以回旋式的气流接触到嗅感受器。

嗅觉是由物体发散于空气中的物质微粒作用于鼻腔嗅膜上的细胞而引起的。嗅细胞的黏膜表面带有纤毛，可以与有气味的物质相接触。每种嗅细胞的内端延续成为神经纤维，与大脑嗅觉中枢联系。能引起嗅觉的刺激物分子必须需具备以下的条件：容易挥发产生气体；能溶解于水中；能溶解于油脂中。当空气中的物质微粒作用于鼻腔嗅膜上的嗅细胞时，借助发生的化学作用而刺激嗅细胞，进而产生神经冲动，再通过嗅神经将冲动传入大脑的嗅觉中枢，从而产生嗅觉。

慢性鼻炎患者的鼻甲肥厚常会影响气流与嗅感受器的良好接触，造成嗅觉功能障碍。嗅沟阻塞、嗅区黏膜萎缩、颅前窝骨折或病变及劳累均可导致嗅觉的减退或丧失。感冒也会引起嗅觉的暂时失去。

人类嗅觉的敏感度是比较大的，鼻腔嗅膜上的嗅细胞约为500万个，但与一些嗅觉发达的动物相比，还是不及的。例如狗的鼻腔内有约2亿个嗅觉细胞，其嗅觉比人高100万倍；兔子嗅觉细胞约为1亿个。

人类嗅觉的敏感度可用嗅觉阈值（也叫香气阈值）来表示。所谓嗅觉阈值是指能够引起嗅觉的有气味物质的最小浓度。

对于同一种气味物质的嗅觉敏感度，不同的人有很大的区别，有的人甚至缺乏一般人所具有的嗅觉能力，我们通常称此为嗅盲。即使是同一个人，嗅觉敏感度在不同情况下也有很大的变化，如妊娠期和更年期容易发生嗅觉过敏和衰退；某些疾病，对嗅觉也会有很大的影响，感冒、鼻炎都可会降低嗅觉的敏感度。环境中的温度、湿度和气压等的明显变化，也会对嗅觉的敏感度产生很大的影响。