У водных животных, находящихся на низших ступенях филогенеза, обоняние и вкус малодифференцированы. Простейшая форма органа обоняния - обонятельные ямки - наблюдается у рыб. По мере образования полости носа обонятельные клетки перемещаются в её слизистую оболочку.
Орган обоняния у человека закладывается на 4-й неделе внутриутробного развития в виде парных утолщений эктодермы, выстилающих обонятельную ямку. По мере развития головы обонятельные ямки углубляются, сближаются, принимают участие в формировании полости носа. Зачаток органа обоняния смещается в слизистую оболочку полости носа. Чувствительные клетки обонятельной ямки посредством отростков соединяются с обонятельными луковицами.
Орган обоняния (organum olfactus seu organum olfactorium) (см. рис. 55) взрослого человека представлен обонятельными нейросенсорными клетками, заложенными в слизистой оболочке верхней носовой раковины, верхнего носового хода и соответствующей части перегородки полости носа - так называемая обонятельная область. Эти клетки являются первым нейроном обонятельного анализатора. Их специфическим раздражителем служат летучие вещества, вдыхаемые с воздухом, которые растворяются в слизи, приводят к ряду цитохимических преобразований и воспринимаются рецепторами. Нейриты обонятельных клеток объединяются в 20-40 обонятельных нитей (fila olfactoria), которые проходят через отверстия решётчатой пластинки решётчатой кости и заканчиваются в обонятельной луковице (bulbus olfactorius).
В обонятельной луковице лежит тело второго нейрона. Нейриты этих клеток образуют обонятельный тракт (tractus olfactorius), который заканчивается в первичных обонятельных центрах - нервных узлах обонятельного треугольника, переднего продырявленного вещества и прозрачной перегородки. В них расположены тела третьих нейронов. Аксоны третьих нейронов различными путями (см. Обонятельный мозг) достигают коркового конца обонятельного анализатора, который находится в крючке и парагиппокампальной извилине. От нейронов последних импульсы поступают в подкорковый центр обоняния, который находится в ядрах сосцевидных тел (corpora mammillaria) промежуточного мозга. Кроме сосцевидных тел, подкорковым центром обоняния также являются передние ядра таламуса (nuclei anteriores thalami). Между собой подкорковые центры обоняния связаны сосцевидно-таламическим пучком (fasciculus mammillothalamicus).