Øverst i nesehulen finnes det et kvadratcentimeters stort område hvor utløpere fra tallrike nevroner trenger ned mellom epitelcellene og fungerer som luktreseptorer. Hver av disse har forskjellige proteiner i cellemembranen som binder seg til ulike molekyler i innåndingsluften. En bestemt kjemisk forbindelse stimulerer altså bare en eller noen få reseptorer. Afferente signaler ledes i 1. hjernenerve gjennom taket i nesehulen inn i kraniehulen. Herfra går de videre til et område av hjernebarken nær spissen av temporallappen. Luktimpulsene tar altså ikke veien om thalamus. Kun små områder av hjernen er engasjert i å bearbeide disse impulsene.