Các giác quan chính phụ thuộc vào cơ quan thụ cảm hóa học ở người và nhiều loài động vật khác là vị giác và khứu giác. Vị giác là sự phát hiện ra các hợp chất hóa học nhất định khi tiếp xúc trực tiếp với các chất, trong khi khứu giác là sự phát hiện ra các chất hóa học lơ lửng trong chất lỏng mà sinh vật chiếm giữ, cho dù đó là nước hay không khí. Ở động vật thở, các cơ quan thụ cảm hóa học bên trong cũng theo dõi nồng độ carbon dioxide trong máu và chi phối phản xạ thở.
Chemoreceptors cho sinh vật biết thông tin quan trọng về môi trường của chúng, thông báo cho chúng về các mối đe dọa và nguồn thức ăn. Con người và các động vật có vú khác có khứu giác và vị giác rất khác biệt, nhưng ở các sinh vật khác, các cơ quan thụ cảm hóa học không được phân biệt rõ ràng. Ngay cả ở con người, khứu giác cũng đóng một vai trò rất lớn trong việc cảm nhận vị giác, bổ sung một lượng lớn thông tin cho các cảm biến tương đối cơ bản trong vị giác.
Trong khi con người chỉ có cơ quan cảm thụ vị giác ở miệng, thì những động vật khác như côn trùng lại có chúng ở những nơi khác, chẳng hạn như chân. Tương tự như vậy, động vật không có mũi có xu hướng có các cơ quan cảm nhận mùi được đặt ở những nơi khác trên cơ thể chúng. Đối với một số động vật như giun đất, vốn không có khả năng nhìn hoặc thính giác, các cơ quan thụ cảm hóa học, cùng với xúc giác, là cách chính để chúng cảm nhận môi trường của mình.
