Les poissons ont la capacité de sentir aussi bien que de goûter. Cette capacité est appelée chimioréception, ou détection de stimuli chimiques environnementaux par l'odorat et le goût.
Les poissons ont une chimioréception extrêmement bien développée, en particulier certaines espèces d'anguilles et de requins. Les poissons ont deux narines des deux côtés de la tête mais il n'y a aucun lien entre les narines et la gorge.
L'organe de chimioréception chez le poisson s'appelle la rosette olfactive. La taille de cet organe est proportionnelle à l'odorat d'un poisson. Le saumon et les requins peuvent détecter des niveaux d'un produit chimique qui sont aussi bas qu'une partie par milliard.
Les poissons ont aussi des papilles gustatives partout dans la bouche ainsi que sur les lèvres et la langue. Certains poissons, comme le poisson-chat et le poisson-chèvre, ont des moustaches, appelées barbillons, qui ont des structures gustatives.