Peran otak dalam persepsi adalah memproses sinyal dari berbagai organ indera dan memberi makna. Indra kadang-kadang dikategorikan sebagai indra khusus atau indra umum. Indera khusus meliputi persepsi visual dan pendengaran. Indera khusus lainnya adalah indera penciuman, perasa dan peraba; persepsi sentuhan, tekanan dan suhu dapat dikategorikan sebagai indra umum.
Penglihatan adalah indera khusus yang penting. Persepsi visual terjadi ketika gelombang cahaya masuk ke mata dan merangsang reseptor visual. Impuls saraf ini berjalan di sepanjang saraf optik; sinyal dikirim ke korteks visual lobus oksipital, yang digunakan oleh otak dalam persepsi data sensorik visual.
Indera khusus utama lainnya adalah pendengaran atau persepsi pendengaran, yang dipicu oleh gelombang suara. Gelombang suara melewati reseptor sensorik di telinga dan melalui sistem saraf pendengaran. Gelombang ditafsirkan di lobus temporal otak besar, di bagian otak yang dikenal sebagai korteks pendengaran.
Setiap rongga hidung di hidung memiliki organ penciuman, yang memiliki reseptor yang dirangsang oleh molekul bau. Bau tampaknya memudar karena indra penciuman khusus cepat beradaptasi ketika terkena molekul bau yang sama untuk waktu yang lama. Bau diinterpretasikan di korteks penciuman dari lobus temporal otak.
Indera perasa khusus berkaitan erat dengan indera penciuman. Kuncup pengecap, yang merupakan organ sensorik pada lidah, dapat mendeteksi berbagai rasa mulai dari manis hingga asin. Rasa pahit, asam, dan gurih semuanya dapat dideteksi oleh indera pengecap. Bahan kimia dalam makanan dan minuman merangsang reseptor rasa sementara makanan yang dianggap panas, seperti paprika pedas, juga dapat merangsang reseptor rasa sakit dan panas. Korteks gustatory dari lobus parietal serebrum digunakan oleh otak dalam persepsi rasa.
Beberapa indera dikategorikan sebagai indra umum, termasuk sentuhan dan tekanan, yang dirangsang ketika jaringan entah bagaimana bergeser. Suhu dideteksi melalui sensor panas dan dingin. Tubuh telah mendistribusikan ujung saraf bebas secara luas untuk merasakan rasa sakit sementara korteks serebral otak menafsirkan sumber dan intensitas rasa sakit, dan bagaimana meresponsnya.
Persepsi ekstrasensor (ESP) adalah cara mengetahui yang tidak dijelaskan melalui indera yang diketahui. Contoh ESP mungkin termasuk membaca pikiran orang atau memprediksi masa depan secara akurat. Meskipun banyak orang percaya bahwa ESP ada, sulit dibuktikan dengan menggunakan metode ilmiah, dan area otak dalam persepsi stimulus ESP belum diidentifikasi.