Il recettore olfattivo è la cellula che converte la composizione chimica dell'aria in segnali nervosi. Il recettore olfattivo è estremamente sensibile e basta che leghi poche molecole della sostanza odorosa alla quale è sensibile perché si generi una corrente di ioni al suo interno e quindi un segnale elettrico.
La forma del recettore olfattivo è tipica: è una cellula allungata che termina con delle ciglia. Il recettore è all'interno dell'epitelio olfattivo mentre le ciglia si trovano nella cavità del naso. Se si osserva solo la forma, i recettori olfattivi sembrano tutti uguale. Eppure da un punto di vista funzionale i recettori olfattivi sono altamente eterogenei.
Ogni singolo recettore è sensibile ad una o poche sostanze odorose e quindi la varietà di odori che siamo in grado di percepire è il risultato della grande varietà di recettori olfattivi che sono presenti nel nostro naso.
Queste cellule hanno tutte la stessa forma ma si distinguono perché esprimono diverse proteine recettore. Sono queste proteine che legano la sostanza odorose e quindi la diversità dei neuroni olfattivi è funzione della diversità delle proteine recettori. Esiste un gene per ogni proteina recettore e quindi il numero di questi geni fornisce un buon sistema per capire quanto importante è l'olfatto per una specie.
Studi comparati del genoma dell'uomo e del topo hanno dimostrato come l'uomo possiede solo circa il 50% dei geni del topo, cioè circa il 50% dei geni sono andati perduti durante l'evoluzione della nostra specie, a dimostrazione di come l'olfatto sia passato in secondo piano come modalità sensoriale di interazione con l'ambiente per la specie umana.
I recettori olfattivi sono gli unici neuroni in grado di rinnovarsi e nuovi recettori olfattivi vengono prodotti continuamente durante la vita.
