बाह्य जगत और शरीर की आंतरिक स्थिति के बारे में जानकारी संवेदी न्यूरॉन्स के माध्यम से तंत्रिका तंत्र में प्रवेश करती है। ये कोशिकाएं भौतिक या रासायनिक उत्तेजनाओं को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करती हैं और उन्हें केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की ओर प्रेषित करती हैं।

इनकी कोशिकाएँ अक्सर परिधीय गैन्ग्लिया में स्थित होती हैं; एक लंबी प्रक्षेपिका संवेदी सिरे की ओर बाहर की ओर और रीढ़ की हड्डी या मस्तिष्क स्टेम की ओर अंदर की ओर फैली होती है। विभिन्न प्रकार के संवेदी न्यूरॉन्स हल्के स्पर्श, दर्द, तापमान, मांसपेशियों में खिंचाव, जोड़ों की स्थिति या आंतरिक अंगों के संकेतों के प्रति संवेदनशील होते हैं। विशेष इंद्रियों में, ग्राही कोशिकाएँ संवेदी न्यूरॉन्स से जुड़कर सूचना को केंद्रीय रूप से आगे ले जाती हैं।

संवेदी न्यूरॉन्स की विशिष्टता अंततः अनुभव की जाने वाली संवेदना की गुणवत्ता निर्धारित करती है। क्षति से सुन्नता, दर्द या विशिष्ट संवेदी संवेदनाओं का नुकसान हो सकता है। चूंकि उनके अक्ष परिधीय तंत्रिकाओं में यात्रा करते हैं, इसलिए संवेदी न्यूरॉन्स भी उन्हीं चोटों और बीमारियों के प्रति संवेदनशील होते हैं जो मोटर अक्षों को प्रभावित करते हैं, फिर भी उनके केंद्रीय संबंध और परिधीय सिरे उन्हें विशिष्ट पुनर्योजी और संकेत देने वाले गुण प्रदान करते हैं।

प्रत्येक अनुभूति की शुरुआत संवेदी न्यूरॉन्स के एक समूह की सक्रियता से होती है।