ระบบรับความรู้สึก(อังกฤษ: sensory system, organa sensuum) เป็นส่วนประกอบของระบบประสาทมีหน้าที่ประมวลข้อมูลความรู้สึก โดยหลัก ประกอบด้วยตัวรับความรู้สึก (sensory receptor) วิถีประสาท (neural pathway) และส่วนอื่น ๆ ของสมองที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ความรู้สึก ระบบรับความรู้สึกที่รู้จักกันดีประกอบด้วยระบบการเห็น ระบบการได้ยิน ระบบรับความรู้สึกทางกาย (somatosensory system) ระบบการลิ้มรส ระบบการได้กลิ่น และระบบการทรงตัว (vestibular system)
การเข้ารหัสภาวะ 4 อย่างนี้มีประโยชน์กับการประมวลผลในสมอง เช่น เวลาที่มาถึงของเสียงและความต่างเฟสของเสียงที่เป็นไปสืบต่อกัน สามารถใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งของต้นเสียงได้
ลานรับสัญญาณ (receptive field) เป็นเขตในสิ่งแวดล้อมที่อวัยวะรับความรู้สึกและตัวรับความรู้สึกทำการตอบสนอง ตัวอย่างเช่น ส่วนของโลกที่ตาเห็นเป็นลานรับสัญญาณของตา และแสงที่เซลล์รับแสงคือเซลล์รูปแท่ง (rod cell) กับเซลล์รูปกรวย (cone cell) ในตารองรับก็เป็นลานรับสัญญาณของเซลล์เหล่านั้น นักวิทยาศาสตร์ปัจจุบันสามารถบ่งชี้ลานรับสัญญาณต่าง ๆ ในระบบการเห็น ระบบการได้ยิน และระบบรับความรู้สึกทางกาย ได้แล้ว
ภาวะที่รับรู้จากสิ่งเร้า (อังกฤษ: stimulus modality) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ภาวะที่รับรู้ (อังกฤษ: sensory modality) เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพอย่างหนึ่งที่ตัวรับความรู้สึกรับรู้ได้ มีตัวอย่างเป็นต้นว่า อุณหภูมิ รสชาติ เสียง และแรงกดดันตัวรับความรู้สึกที่เริ่มทำงานเพราะสิ่งเร้ามีหน้าที่หลักในการเข้ารหัสภาวะที่รับรู้จากสิ่งเร้า
นอกจากนั้นแล้ว ชนิดของความรู้สึก (sense) ยังแบ่งได้โดยประเภทใยประสาทออกเป็น 2 ประเภทคือความรู้สึกทั่ว ๆ ไป (general sense) และความรู้สึกพิเศษ (special sense) โดยที่ความรู้สึกทั่ว ๆ ไปเช่น ความรู้สึกเจ็บปวด (pain) อุณหภูมิ (temperature) สัมผัส (touch) แรงกด (pressure) ความสั่นสะเทือน (vibration) และอากัปกิริยา (proprioception) เป็นต้น เป็นความรู้สึกที่ระบบรับความรู้สึกทางกายเป็นตัวแปลผล ส่วนความรู้สึกพิเศษซึ่งก็คือความรู้สึกที่เหลือเป็นต้นว่ารูปที่เห็นทางตาและเสียงที่ได้ยินทางหู เป็นความรู้สึกที่ระบบการเห็นและระบบการได้ยินเป็นต้น เป็นตัวแปลผล ดังนั้น บทความนี้จะกล่าวไปตามระบบย่อยที่แสดงไว้ด้านบนต่อไป
ตาเป็นองค์ประกอบแรกสุดของระบบการเห็น คือ เซลล์รับแสงในเรตินาในตาแปลงสัญญาณแสงที่มาตกกระทบ แล้วส่งสัญญาณผ่านใยประสาทเข้าไปในเขตสายตา V1 ในคอร์เทกซ์สายตา ซึ่งเป็นจุดเริ่มแรกในการประมวลข้อมูลจากตาเพื่อการรับรู้คือการเห็น
เซลล์ขนในหูรับเสียงแล้วส่งสัญญาณผ่านใยประสาทเข้าไปในเขตการได้ยิน A1 ในคอร์เทกซ์การได้ยินปฐมภูมิ ซึ่งเป็นจุดเริ่มแรกในการประมวลข้อมูลจากหูเพื่อการรับรู้คือการได้ยิน
ระบบรับความรู้สึกทางกาย (somatosensory system) รับความรู้สึกจากส่วนนอกของร่างกาย เช่น รับความรู้สึกที่ผิวหนัง หรือรับความรู้สึกจากอวัยวะภายในร่างกาย โดยที่ตัวรับความรู้สึก (sensory receptor) จะมีการตอบสนองต่อความรู้สึกอย่างจำเพาะ และเป็นตัวเชื่อมระหว่างระบบประสาทส่วนกลางกับสิ่งแวดล้อมทั้งภายนอกและทั้งภายใน ระบบรับความรู้สึกทางกายเป็นระบบที่ประมวลข้อมูลเกี่ยวกับความรู้สึกทั่ว ๆ ไป (general sense)
ระบบรับความรู้สึกทางกายประกอบด้วยตัวรับความรู้สึกประเภทต่าง ๆ, วิถีประสาทที่แล่นไปสู่เขตรับความรู้สึก, และเขตรับความรู้สึกทางกาย S1 ซึ่งเป็นเขตสมองที่รับความรู้สึกต่าง ๆ เป็นต้นว่า สัมผัส แรงกดดัน (pressure) อุณหภูมิ ความเจ็บปวด (ซึ่งรวมทั้งความคันและความรู้สึกจั๊กจี้) ความสั่นสะเทือน และความรู้สึกถึงการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อและตำแหน่งข้อต่อ (รวม ๆ กันเรียกว่าการรับรู้อากัปกิริยา)
ส่วนตัวรับความรู้สึกกระจายอยู่ตามส่วนต่าง ๆ ของร่างกาย และแบ่งย่อยได้เป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ ตัวรับสิ่งเร้าจากสิ่งแวดล้อมภายนอก ตัวรับความรู้สึกจากการเคลื่อนไหวตำแหน่งของข้อต่อและกล้ามเนื้อ และตัวรับความรู้สึกจากอวัยวะภายใน
ในระบบรับความรู้สึกทางกาย เขตรับความรู้สึกทางกาย 1 หรือเรียกที่ว่า S1 เป็นเขตรับรู้สัมผัสและอากัปกิริยา แม้ว่า ระบบรับความรู้สึกทางกายจะส่งสัญญาณจากปลายประสาทไปยังเขตบร็อดแมนน์ 3-1-2 ของคอร์เทกซ์รับความรู้สึกทางกายปฐมภูมิ (postcentral gyrus) เป็นหลัก แต่ก็ยังส่งสัญญาณเกี่ยวกับการรับรู้อากัปกิริยาไปยังซีรีเบลลัมอีกด้วย
เซลล์ประสาทรับความรู้สึกในลิ้นรับรู้รสชาติที่เป็นสารเคมีแล้ว ส่งสัญญาณผ่านใยประสาทเข้าไปในเขตรู้รส 1 หรือ G1 ที่เป็นส่วนของระบบรู้รส (gustatory system) ในสมอง. รสชาติมี 5 อย่าง คือรสเปรี้ยว ขม หวาน เค็ม และอุมะมิ ซึ่งเป็นรสที่ค้นพบในเร็ว ๆ นี้
เซลล์รับกลิ่น (olfactory cell) ที่ olfactory bulb (ซึ่งเป็นโครงสร้างในสมองส่วนหน้าอยู่ในโพรงจมูกมีหน้าที่เกี่ยวกับการรับรู้กลิ่นที่รับเข้ามาในโพรงจมูก) รับกลิ่นต่าง ๆ ซึ่งเป็นสารเคมีแล้ว ส่งสัญญาณผ่านใยประสาทเข้าไปในเขตรู้กลิ่น 1 หรือ O1 อันเป็นส่วนของระบบรู้กลิ่น (olfactory system) ในสมอง ทำให้มนุษย์สามารถแยกแยะกลิ่นต่าง ๆ ได้
เปรียบเทียบกับระบบการเห็นและการได้ยิน olfactory bulb ไม่ได้ส่งข้อมูลกลิ่นไปยังสมองซีกตรงกันข้าม. olfactory bulb ด้านขวาเชื่อมต่อกับสมองซีกขวา และ olfactory bulb ด้านซ้ายก็เชื่อมต่อกับสมองซีกซ้าย
