Chemické signály závisia od čuchových, niekedy aj chuťových schopností. Takéto signály môžu putovať na veľké vzdialenosti, ak sú prenášané v smere vetra, ale živočíchy ich môžu prijímať len proti smeru vzdušného prúdenia. Ľudia obyčajne s nevôľou reagujú na vlastné pachy. Ale pre ostatné zvieratá sú častokrát dôležitejšie ako sluch a zrak. Pachové signály vnímajú ako chemické zlúčeniny prijímané zo vzduchu. Najdôležitejšou časťou čuchových orgánov cicavcov je vlhká membrána, ktorá zachytáva pachové molekuly a zaznamenáva ich. Odtiaľ ide informácia ďalej do mozgu, kde dôjde k určeniu druhu pachu. Čím väčšia je táto membrána, tým lepší je čuchový zmysel zvieraťa. Človek má túto membránu veľkú len 4 centimetre štvorcové, mačka domáca 14 centimetrov a pes až 150 cm štvorcových. Mnohé cicavce majú prídavný čuchový orgán. Dostal meno Jacobsonov orgán a známy je u jašteríc a plazov. Tento orgán slúži napr. kopytníkom na zistenie látok, ktoré hovoria o sexuálnej aktivite partneriek. To vysvetľuje tzv. flemovanie žrebcov, keď zacítia samicu v ruji. Väčšina cicavcov využíva hlavne ňuch, a vlastne len opice a človek túto schopnosť stratili. Cicavce, napr. hyena alebo jeleň, ho môžu využiť na časovo dlhú signalizáciu ( pri označovaní teritória ), kým chodníčky mravcov vedúce za potravou sú formou časovo krátkej signalizácie. Špecifické chemikálie s osobitnými účinkami sa nazývajú feromóny. Napr. v kolóniách včiel produkuje kráľovná tzv. kráľovninu látku, ktorá zabraňuje, aby sa vaječníky včiel robotníčok ďalej vyvíjali. Feromóny slúžia aj na mnohé iné ciele, napr. informácie o potrave, nebezpečenstve a sú veľmi dôležité ako pohlavné atraktanty. Signálne feromóny vyvolávajú zmeny v správaní jednotlivých zvierat. Napr. ak si niektoré zviera značí svoje teritórium, zmení iný člen toho istého druhu smer, len čo zaznamená tento pach. Primárne feromóny naopak spôsobia zmenu v telesných reakciách. Napr. moč samčeka myši obsahuje feromón, ktorý spôsobí, že samička, len čo ho zacíti, je pripravená na párenie. Veľký význam majú vône a pachy vo vzťahu matky a mláďaťa. Chovatelia oviec vedia, že ak chcú podstrčiť cudzie jahňa ovci, ktorej mláďa uhynulo, musia cez cudzie jahňa prehodiť kožu mŕtveho mláďaťa, aby ho matka prijala ako vlastné. Svorka psov často vytvára z pachov všetkých členov spoločný pach, ktorý je pre ne záväzný. Pachová značka vedúceho člena skupiny je spravidla silnejšia. Príklady pachových značiek niektorých cicavcov :
Psy a líšky označujú svoj revír močom. Chemické látky v moči sa rozkladajú a vyprchajú po určitom čase.