Den vestibulære sans giver information om hovedets position og bevægelse og dermed kroppens orientering i rummet. Den er afgørende for balance, kropsholdning og stabilisering af blikket.

Receptorerne findes i det indre øre: de halvcirkelformede kanaler registrerer rotationsacceleration, og otolith-organerne registrerer lineær acceleration og tyngdekraften. Signaler bevæger sig via vestibulærnerven til hjernestammekerner, der koordinerer øjenbevægelser, posturale justeringer og bevidst opfattelse af orientering. Systemet arbejder i tæt samarbejde med syn og proprioception; konflikter mellem de tre kan forårsage køresyge.

Skade eller dysfunktion i det vestibulære apparat forårsager svimmelhed, ubalance og vanskeligheder med at stabilisere den visuelle verden under hovedbevægelser. Vestibulær rehabilitering kan hjælpe nervesystemet med at tilpasse sig permanent tab. Sansen fungerer kontinuerligt og i vid udstrækning uden for bevidstheden, indtil noget går galt.

At vide, hvilken vej der er opad, og at detektere en pludselig drejning afhænger begge af den vestibulære sans.