De sensoriske nevronene som er involvert i lukt kalles olfaktoriske sensoriske nevroner og består av luktreseptorer, som aktiveres av luktmolekyler i luften. Molekylene i luften oppdages av forstørrede flimmerhår og mikrovilli . Disse sensoriske nevronene produserer et aksjonspotensiale som aktiverer nervesignalet. Aksonene deres danner olfaktorisk nerve, og de kobles direkte på nevroner i hjernebarken (på norsk kalt luktekolben). De bruker ikke samme rute som andre sansesystemer, og omgår hjernestammen og thalamus. Nevronene i luktekolben som mottar direkte sensoriske nerveimpulser, har forbindelser til andre deler av luktesystemet og mange deler av det limbiske systemet.