Receptorii analizatorului olfactiv sunt chemoreceptorii care ocupă partea postero-superioară a foselor nazale, fiind reprezentaţi de neuroni bipolari din mucoasa olfactivă care au şi rol de protoneuron.
Neuronii bipolari au o dendrită scurtă şi groasă, care se termină cu o veziculă, prevăzută cu cili, numită butonul olfactiv.
Polul dinspre mucoasă al neuronilor bipolari formează un buton olfactiv, prin care se proiectează 6 până la 12 cili olfactivi către mucusul care căptuşeşte suprafaţa internă a cavităţii nazale. Aceşti cili sunt cei care reacţionează la mirosurile din aer şi apoi stimulează celulele olfactive.
Membranele cililor conţin un număr mare de molecule proteice, de care se leagă substanţele mirositoare. În urma acestui proces, are loc depolarizarea celulelor receptoare, cu generarea potenţialului receptor. Pentru a putea fi mirosită, o substanţă trebuie să fie volatilă şi să ajungă în nări, să fie solubilă, astfel încât să poată traversa stratul de mucus şi să atingă cilii neuronilor olfactivi.