Živočíchy musia neustále reagovať na najrozmanitejšie podnety vonkajšieho aj vnútorného prostredia. Zachytávajú ich prostredníctvom zmyslových buniek - receptorov, ktoré tvoria základnú funkčnú zložku zmyslových orgánov. Svojím pôvodom sú to modifikované nervové alebo epitelové bunky citlivé na zmeny prostredia. Ich úlohou je prijaté informácie transformovať na nervové podráždenie a odovzdať ich ďalej nervovej sústave.

Niektoré receptory prijímajú podnety priamo (napr. hmatové telieska v koži). Na stavbe mnohých zmyslových orgánov sa okrem receptorov podieľajú aj pomocné orgány (očná šošovka, ušný bubienok a pod.), ktoré prijímané podnety upravujú (napr. zosilňujú), alebo ochranné zariadenia (napr. mihalnice).

V priebehu fylogenézy sa receptory špecializovali na rozličné druhy a rôznu intenzitu podnetov. Znamená to, že sú schopné prijímať len zodpovedajúce - adekvátne podnety (napr. na príjem svetelných signálov sa špecializovali zrakové orgány), ktoré pôsobia určitou silou v rozmedzí prahu intenzity (ultrazvuk sú schopné vnímať len niektoré živočíchy) a ktoré pôsobia určitý čas (krátkodobé podnety receptor nestihne zachytiť).

Podnety prichádzajúce z vonkajšieho prostredia zachytávajú exteroreceptory. Pomáhajú živočíchom orientovať sa, hľadať si potravu, úkryt, rozlišovať nebezpečenstvo a pod. Na signály o zmenách vnútorného prostredia organizmu reagujú interoreceptory. Sú to napr. proprioreceptory vo svaloch a šľachách, ktoré informujú o polohe častí tela.

Podľa druhu adekvátneho podnetu rozdeľujeme receptory na 3 základné skupiny:

chemoreceptory - adekvátnym podnetom je chemická látka v ovzduší (čuch) alebo rozpustená v tekutine (chuť)
mechanoreceptory - zachytávajú rozmanité mechanické podnety, ako je tlak (receptory kože), vibrácia (receptory sluchu), zemská gravitácia (receptory na vnímanie polohy a rovnováhy)
rádioreceptory - reagujú na rôzne formy žiarenia, napr.:
fotoreceptory - svetelné žiarenie
termoreceptory - tepelné žiarenie
vlastné rádioreceptory - rádioaktívne a elektromagnetické žiarenie

Chemoreceptory
Čuchové receptory
Prítomnosť chemických látok v ovzduší a vode analyzujú čuchové receptory (diaľkové chemoreceptory), umiestnené v presnej časti tela živočícha, najčastejšie na tykadlách bezstavovcov a v čuchovej sliznici stavovcov na začiatku dýchacej sústavy. Zachytávajú chemické podnety aj na veľké vzdialenosti a sú dôležité na orientáciu v prostredí. Informujú o nebezpečenstve, potrave, jedincoch opačného pohlavia a pod.

Veľmi citlivý čuch má hmyz, ktorý ho často využíva aj na medzidruhovú komunikáciu. Napr. kyselina mravčia môže vyvolať medzi mravcami poplachovú reakciu. Samce niektorých motýľov registrujú pachové výlučky samíc - feromóny - aj na vzdialenosť niekoľko sto kilometrov. Zo stavovcov majú dobre vyvinutý čuch niektoré cicavce, ktoré dokážu rozlišovať veľa druhov pachov. Výborný čuch majú psy, kone a ošípané. Primáty majú čuch vyvinutý slabo a veľryby ho nemajú vôbec.

Chuťové receptory
Chuťové receptory (kontaktné chemoreceptory) sú uložené v chuťových pohárikoch na začiatku tráviacej sústavy, najčastejšie v ústnej dutine a v jej blízkosti. Ich úlohou je analyzovať chuť potravy, ktorá je kombináciou rôznych chemických látok rozpustených vo vode alebo v slinách. Tým zabezpečujú správny výber potravy, ochranu pred škodlivinami, ale aj zahájenie reflexného vylučovania tráviacich štiav.

Mechanoreceptory
V prostredí pôsobí na živočíchy množstvo najrozmanitejších mechanických podnetov. Preto sa v procese fylogenézy vyvinuli viaceré typy zmyslových orgánov založených na mechanorecepcii.

Receptory kože
Najjednoduchšie sú hmatové telieska voľne roztrúsené pod povrchom tela v koži. Reagujú na ťah a tlak. Ich citlivosť sa zvyšuje hmatovými chlpmi (napr. fúzy cicavcov) alebo nahromadením na niektorých miestach (okolo zobáka vtákov, nozdier a pyskov cicavcov, na dlaniach primátov a pod.).

Zvláštne postavenie majú receptory na vnímanie bolesti. Sú to voľné nervové zakončenia, ktorých úlohou je informovať organizmus o nepriaznivých podnetoch a tým ho chrániť pred poškodením.

Na rôzne typy mechanického podráždenia vo vodnom prostredí reagujú receptory bočnej čiary rýb a lariev obojživelníkov. Adekvátnym podnetom je v tomto prípade prúdenie vody - prúdový zmysel, ktoré živočích pociťuje v mieste bočnej čiary ako vibrácie.

Statokinetické orgány
Informácie o polohe a pohybe tela poskytujú polohovorovnovážne - statokinetické orgány. Reagujú na zmeny v organizme súvisiace so zemskou gravitáciou, čo je dôležité pre koordináciu pohybu, ako aj udržiavanie rovnováhy.

Princípom stavby a fungovania statokinetických orgánov sú receptorové bunky s citlivými brvami, dráždené v závislosti od polohy a pohybu malými zrniečkami - statolitmi. Pri bezstavovcoch sú to statocysty uložené najčastejšie v hlavovej časti (napr. pri rakoch na báze tykadiel). Stavovce majú statokinetický orgán uložený vo vnútornom uchu.

Sluchové receptory
Významné postavenie medzi mechanoreceptormi majú receptory na vnímanie zvukových mechanických vĺn šíriacich sa vzduchom alebo vodou. Sú základom sluchových orgánov a okrem orientácie v prostredí slúžia aj ako prostriedok komunikácie (najmä vtákom a cicavcom). Z bezstavovcov ich má hmyz v podobe tympanálnych orgánov, uložených hlavne na hrudi, prípadne končatinách, napr. kobylky.

Sluchové orgány stavovcov prešli zložitým vývojom. Postupne sa diferencovali 3 časti - vonkajšia, stredná a vnútorná. Ryby a larvy obojživelníkov zachytávajú zvukové signály bočnou čiarou. Dospelým obojživelníkom a plazom sa vyvinulo stredné ucho uzavreté bubienkom. Vtáky a cicavce, pre ktoré má vnímanie zvuku najväčší význam, majú vyvinutý spoločný sluchovopolohový orgán.

Zvuk, ktorý vyvoláva chvenie vzduchu, zachytený časťami vonkajšieho ucha rozkmitá bubienok a prenesie signál cez sluchové kostičky stredného ucha až do tekutiny slimáka vo vnútornom uchu, kde podráždenie zachytia vlastné sluchové bunky.

Najlepšie vyvinutý sluch majú netopiere a veľryby, ktoré sú schopné vydávať a vnímať ultrazvukové signály, čo využívajú ako navigačné zariadenie. Dobrý sluch majú psovité a mačkovité mäsožravce.

Rádioreceptory
Fotoreceptory
Najrozšírenejšie a najvýznamnejšie vzhľadom na orientáciu v prostredí sú receptory schopné vnímať viditeľné svetlo - fotoreceptory. Pôvodne jednoduché svetlocitlivé bunky rozptýlené na povrchu kože boli schopné vnímať len zmenu intenzity svetla (obrúčkavce, táto schopnosť sa zachovala aj niektorým stavovcom, napr. rybám). Zoskupenie fotoreceptorov bolo základom vzniku sietnice, ktorá sa v ďalšom vývoji postupne preliačovala. Tým sa rozličným uhlom dopadu svetelných lúčov na jednotlivé bunky umožnilo smerové videnie.

Spomínaným vývojovým štiádiám oka zodpovedajú najjednoduchšie ploché oči morských lastúrnikov a miskovité oči morských ulitníkov.

Osobitnou etapou vo fylogenéze zrakového orgánu bol vznik zloženého - facetového - oka, umožňujúceho obrazové videnie. Zložené oko typické pre hmyz tvorí množstvo jednoduchých očiek (omatídií), ktoré vnímajú jednotlivo a vytvárajú mozaikový obraz svetlejších a tmavších škŕn.

Najdokonalejším zrakovým orgánom sú komorové oči hlavonožcov a stavovcov. Špecializácia fotoreceptorov na tyčinky (videnie za šera, prevládajú pri nočných živočíchoch) a čapíky (videnie počas dňa, prevládajú pri denných živočíchoch) umožnila farebné videnie. Vývoj pomocných optických orgánov (napr. šošovka) prispel ku skvalitneniu vnímaného obrazu.

Rozlišovaciu schopnosť komorového oka nemajú všetky živočíchy rovnakú. Najdokonalejší zrak majú dravce.

Komorové oko hlavonožcov a stavovcov sa odlišuje len v spôsobe zaostrovania (akomodácie šošovky). Kým v prípade stavovcov sa mení tvar šošovky, u hlavonožcov je šošovka posúvaná dozadu a dopredu ako pri fotoaparáte. Hlavonožce rozlišujú farby a vidia priestorovo. Spomedzi stavovcov majú taký dobrý zrak len dravce a mäsožravce.

Termoreceptory
Termoreceptory informujú o zmenách teploty, pričom adekvátnym podnetom je v tomto prípade teplotný rozdiel medzi teplotou tela a prostredia, ako aj dĺžka jeho pôsobenia. Sú rozptýlené v koži po celom povrchu tela.

Vlastné rádioreceptory
Vlastné rádioreceptory citlivé na rádioaktívne a elektromagnetické žiarenie sú základom pre zložité navigačné systémy a umožňujú živočíchom orientovať sa v priestore napr. pri sezónnej migrácii (napr. ryby, vtáky).