L'odorat, ou olfaction, est le sens qui détecte les molécules chimiques présentes dans l'air. Il contribue à la saveur des aliments, signale le danger et évoque de puissants souvenirs émotionnels et autobiographiques.

Les odorants se fixent aux récepteurs ciliaires des neurones olfactifs situés dans la partie supérieure de la cavité nasale. L'être humain possède plusieurs centaines de types de récepteurs différents ; chaque odeur est codée par un schéma d'activation spécifique de ces récepteurs. Les signaux empruntent le nerf olfactif jusqu'au bulbe olfactif, puis atteignent les régions corticales et limbiques, notamment celles impliquées dans les émotions et la mémoire. Contrairement aux autres sens, l'olfaction bénéficie d'un accès relativement direct à ces structures, ce qui contribue à expliquer la vivacité des souvenirs olfactifs.

La sensibilité olfactive varie considérablement d'un individu à l'autre et diminue avec l'âge et certaines maladies. L'adaptation aux odeurs constantes est rapide. L'expérience culturelle et l'apprentissage façonnent les odeurs jugées agréables ou désagréables. Bien que l'olfaction humaine soit souvent sous-estimée, elle demeure suffisamment développée pour permettre la discrimination d'un très grand nombre de qualités olfactives.

Une seule molécule dans l'air peut déclencher simultanément la reconnaissance, l'émotion et la mémoire.