La mayoría de los peces poseen órganos sensoriales muy desarrollados. Casi todos los peces a la luz del día tienen una visión del color que es al menos tan buena como la de un humano. Muchos peces también tienen quimiorreceptores que son responsables de los extraordinarios sentidos del gusto y el olfato. Aunque tienen oídos, es posible que muchos peces no escuchen muy bien. La mayoría de los peces tienen receptores sensibles que forman el sistema de línea lateral, que detecta corrientes y vibraciones suaves, y detecta el movimiento de los peces y presas cercanas. Los tiburones pueden detectar frecuencias en el rango de 25 a 50 Hz a través de su línea lateral.

Los peces se orientan usando puntos de referencia y pueden usar mapas mentales basados en múltiples puntos de referencia o símbolos. El comportamiento de los peces en laberintos revela que poseen memoria espacial y discriminación visual.

Visión

La visión es un sistema sensorial importante para la mayoría de las especies de peces. Los ojos de los peces son similares a los de los vertebrados terrestres tales como aves y mamíferos, pero tienen un cristalino más esférico. Sus retinas generalmente tienen bastoncillos y conos (para visión escotópica y fotópica), y la mayoría de las especies tienen visión del color. Algunos peces pueden ver ultravioleta y algunos pueden ver luz polarizada. Entre los peces sin mandíbula, la lamprea tiene ojos bien desarrollados, mientras que el pez bruja solo tiene manchas oculares primitivas.N. A. Campbell and J. B. Reece (2005). Biology, Seventh Edition. Benjamin Cummings, San Francisco, California. La visión de los peces presenta una adaptación a su medio visual, por ejemplo los peces de aguas profundas tienen ojos adaptados a un ambiente oscuro.

Los peces y otros animales acuáticos viven en un entorno de luz diferente al de las especies terrestres. El agua absorbe luz de modo que al aumentar la profundidad, la cantidad de luz disponible disminuye rápidamente. Las propiedades ópticas del agua también conducen a que diferentes longitudes de onda de luz se absorban en diferentes grados, por ejemplo, la luz de longitudes de onda largas (rojo, naranja) se absorbe con bastante rapidez en comparación con la luz de longitudes de onda cortas (azul, violeta) , aunque la luz ultravioleta (incluso una longitud de onda más corta que la azul) también se absorbe con bastante rapidez. Además de estas cualidades universales del agua, diferentes cuerpos de agua pueden absorber luz de diferentes longitudes de onda debido a las sales y otros químicos disueltos en el agua.

Oído El sentido del oído es un sistema sensorial importante para la mayoría de las especies de peces. El umbral de audición y la capacidad de localizar fuentes de sonido se reducen bajo el agua, donde la velocidad del sonido es más rápida que en el aire. La audición subacuática se realiza por conducción ósea, y la localización del sonido parece depender de las diferencias de amplitud detectadas por la conducción ósea. Por ello, los animales acuáticos como los peces tienen un aparato auditivo más especializado que es efectivo bajo el agua.

Los peces pueden sentir el sonido a través de sus líneas laterales y sus otolitos. Algunos peces, como por ejemplo algunas especies de carpa y arenque, escuchan a través de sus vejigas natatorias, que funcionan como audífonos.B, WILLIAMS C. "Sense of Hearing in Fishes." Nature 147.3731 (n.d.): 543. Print.

La audición está bien desarrollada en la carpa, que tiene el aparato weberiano, tres procesos vertebrales especializados que transfieren las vibraciones de la vejiga natatoria al oído interno.

Aunque es difícil evaluar la audición de los tiburones, es posible que tengan un sentido del oído agudo y posiblemente puedan oír a sus presas a muchos kilómetros de distancia. Una pequeña abertura a cada lado de la cabeza (no el espiráculo) conduce directamente al oído interno a través de un canal delgado. La línea lateral muestra una disposición similar, y está abierta al medio ambiente a través de una serie de aberturas llamados poros de la línea lateral. Este es un recordatorio del origen común de estos dos órganos de detección de vibraciones y sonidos que se agrupan como el sistema acústico-lateralis. En los peces óseos y los tetrápodos, se ha perdido la abertura externa hacia el oído interno.

Detección de corriente de agua

La línea lateral en peces y formas acuáticas de anfibios es un sistema de detección de corrientes de agua, que consiste principalmente en vórtices. La línea lateral también es sensible a las vibraciones de baja frecuencia. Se utiliza principalmente para la navegación, la caza y la escolarización. Los mecanorreceptores son células ciliadas, son los mismos mecanorreceptores del sentido y el oído vestibular. Las células ciliadas en los peces se utilizan para detectar los movimientos del agua alrededor de sus cuerpos. Estas células ciliadas están incrustadas en una protuberancia gelatinosa llamada cúpula. Por tanto, las células ciliadas no se pueden ver y no aparecen en la superficie de la piel. Los receptores del sentido eléctrico son células ciliadas modificadas del sistema de línea lateral.

Los peces y algunos anfibios acuáticos detectan estímulos hidrodinámicos a través de la línea lateral. Este sistema consta de una serie de sensores llamados neuromastos a lo largo del cuerpo del pez.Bleckmann, H, and R Zelick. "Lateral line system of fish." Integrative Zoology 4 (2009): 13-25. . Los neuromastos pueden ser independientes (neuromastos superficiales) o estar dentro de canales llenos de líquido (neuromastos de canal). Las células sensoriales dentro de los neuromastos son células ciliadas polarizadas contenidas dentro de una cúpula gelatinosa.Herring, Peter. The Biology of the Deep Ocean. New York: Oxford, 2002. La cúpula y los estereocilios, que son los "pelos" de las células ciliadas, se mueven una cierta cantidad dependiendo del movimiento del agua circundante. Las fibras nerviosas aferentes se excitan o inhiben dependiendo de si las células ciliadas de las que surgen se desvían en la dirección preferida u opuesta. Las neuronas de la línea lateral forman mapas somatotópicos dentro del cerebro que informan al pez de la amplitud y dirección del flujo en diferentes puntos a lo largo del cuerpo. Estos mapas están ubicados en el núcleo octavolateral medial (NOM) de la médula y en áreas más altas como el torus semicircularis.

Detección de la presión Para la deteccion de presión los peces utilizan el órgano de Weber, un sistema que consta de tres apéndices de vértebras que transfieren cambios de presión mediante la vejiga natatoria al oído medio. Se puede utilizar para regular ] responden a zonas con baja presión, pero carecen de vejiga natatoria.

Quimiorrecepción (olfato) thumb|La forma de la cabeza del tiburón martillo puede mejorar el olfato al espaciar más las fosas nasales.|alt=Eyelevel photo of hammerhead from the front

El equivalente acuático a oler en el aire es saborear en el agua. Muchos bagres más grandes tienen quimiorreceptores en todo el cuerpo, lo que significa que "saborean" todo lo que tocan y "huelen" cualquier sustancia química en el agua. "En el bagre, el gusto juega un papel primordial en la orientación y ubicación de los alimentos".<ref>Atema, Jelle (1980) "Chemical senses, chemical signals, and feeding behavior in fishes" pp. 57–101. In: Bardach, JE Fish behavior and its use in the capture and culture of fishes', The WorldFish Center, .</ref>

El salmón tiene un fuerte sentido del olfato. Las especulaciones sobre si los olores proporcionan señales de búsqueda se remontan al .Trevanius 1822 En 1951, Hasler planteó la hipótesis de que, una vez en las proximidades del estuario o de la entrada de su río natal, el salmón puede utilizar señales químicas que puede oler, y que son exclusivas de su río natal, como mecanismo para localizar la entrada del río.Hasler 1951 En 1978, Hasler y sus alumnos demostraron de forma convincente que la forma en que los salmones localizan sus ríos de origen con tanta precisión se debe, efectivamente, a que pueden reconocer su olor característico. Además, demostraron que el olor de su río queda impreso en los salmones cuando se transforman en esguines, justo antes de emigrar al mar.Hasler 1978Dittman 1996 Los salmones que regresan a casa también pueden reconocer los olores característicos de los arroyos tributarios a medida que suben por el río principal. También pueden ser sensibles a las feromonas características que desprenden los juveniles de sus congéneres. Hay pruebas de que pueden "discriminar entre dos poblaciones de su propia especie".Groot 1986

Los tiburones tienen un agudo sentido del olfato, situado en el corto conducto (que no está fusionado, a diferencia de los peces óseos) entre las aberturas nasales anterior y posterior, y algunas especies son capaces de detectar hasta una parte por millón de sangre en el agua de mar. Los tiburones tienen la capacidad de determinar la dirección de un determinado olor basándose en el tiempo de detección del olor en cada fosa nasal.The Function of Bilateral Odor Arrival Time Differences in Olfactory Orientation of Sharks , Jayne M. Gardiner, Jelle Atema, Current Biology - 13 de julio de 2010 (Vol. 20, Issue 13, pp. 1187-1191) Este método es similar al que utilizan los mamíferos para determinar la dirección del sonido. Se sienten más atraídos por las sustancias químicas que se encuentran en los intestinos de muchas especies, por lo que a menudo permanecen cerca de los desagües o en ellos. Algunas especies, como los tiburones nodriza, tienen barbos externos que aumentan en gran medida su capacidad para percibir a sus presas.

Los genes MHC son un grupo de genes presentes en muchos animales e importantes para el sistema inmunitario; en general, las crías de padres con genes MHC diferentes tienen un sistema inmunitario más fuerte. Los peces son capaces de oler algún aspecto de los genes MHC de las posibles parejas sexuales y prefieren a las parejas con genes MHC diferentes a los suyos.

Electrorrecepción y magnetorrecepción

thumb|right|Receptores de campos electromagnéticos (ampollas de Lorenzini) y canales de detección de movimiento en la cabeza de un tiburón|alt=Drawing of shark head.

thumb|right|Electrolocalización activa. Los objetos conductores concentran el campo y los objetos resistivos lo difunden.

La electrorrecepción, o electrocepción, es la capacidad de detectar o corrientes o campos eléctricos. Algunos peces, como los siluros y los tiburones, tienen órganos que detectan potenciales eléctricos débiles del orden de los milivoltios.Albert, J.S., and W.G.R. Crampton. 2005. Electroreception and electrogenesis. pp. 431–472 in The Physiology of Fishes, 3rd Edition. D.H. Evans and J.B. Claiborne (eds.). CRC Press. Otros peces, como los Gymnotiformes, peces eléctricos sudamericanos, pueden producir débiles corrientes eléctricas que utilizan para la navegación y la comunicación social. En los tiburones, las ampollas de Lorenzini son órganos electrorreceptores. Se cuentan por cientos o miles. Los tiburones utilizan las ampollas de Lorenzini para detectar los campos electromagnéticos que producen todos los seres vivos. Esto ayuda a los tiburones (sobre todo al tiburón martillo) a encontrar sus presas. El tiburón tiene la mayor sensibilidad eléctrica de todos los animales. Los tiburones encuentran sus presas escondidas en la arena detectando los campos eléctricos que producen. Las corrientes oceánicas que se mueven en el campo magnético terrestre también generan campos eléctricos que los tiburones pueden utilizar para orientarse y, posiblemente, para navegar.