O olfato é um sentido que possibilita, tanto à espécie humana quanto a outras espécies terrestres, receber informações referentes ao ambiente que são transmitidas por substâncias químicas.
Os indivíduos possuem receptores para detectar várias moléculas de importância biológica, são os chamados quimiorreceptores olfatórios. A quimiorrecepção é a sensação mais antiga e universal do reino animal. As moléculas trazidas pelo ar sinalizam prazer ou perigo e informam sobre alimento e bebida, ou a presença de algo para procurar ou evitar. Assim como os outros sentidos, o olfato informa sobre o mundo externo. Além disso, contudo, também conecta essa percepção com informações sobre o ambiente interno, suas necessidades, e suas satisfações: fome, sede, sexo e saciedade.
Os cães tem 200 milhões de células receptoras de odores, contra apenas 5 milhões dos humanos. Daí, conclui-se que eles sentem cheiros 40 vezes melhor do que nós. O chamado “faro” é o sentido mais desenvolvido dos cães. Um cão consegue sentir cheiros que os humanos nem ao menos conseguem identificar. Eles podem também identificar e seguir rastros de cheiro de pessoas que já passaram há vários dias, e de pessoas rodeadas por outras. Devido a essa tremenda capacidade, os cães são muito usados em tarefas que abordam odores, como para farejar drogas, achar pessoas mortas no meio de matas e criminosos. Há também um estudo que sugere que cães podem farejar câncer de pele antes que exames atuais possam diagnosticar.
O cão com o melhor faro é o da raça Bloodhound, que é usado pela polícia americana para seguir/rastrear pessoas perdidas ou criminosos em fuga.
Uma característica que favorece a competência canina em comparação à capacidade olfativa dos humanos, é a posição do nariz, próximo ao chão, onde os odores das criaturas que por lá passam tendem a permanecer. Em humanos, a mucosa olfatória ocupa uma pequena área no terço superior da cavidade nasal. A membrana olfatória humana tem superfície de, aproximadamente, 2,5cm², enquanto que no cão pode chegar a 150cm².
Os cães usam o ato de farejar para acentuar a discriminação olfatória, consistindo na interrupção do padrão ventilatório normal por uma série de inalações e exalações curtas. As relações anatômicas das estruturas que compõem as cavidades nasais dos cães asseguram o deslocamento do ar farejado preferencialmente para o epitélio olfatório e sua retenção nessa região, onde as substâncias odoríferas podem se concentrar pela repetição do ato de farejar. O ato de cheirar ou farejar, ou seja, movimentar o ar dentro da cavidade nasal e sobre a mucosa olfatória, ativa os neurônios do bulbo olfatório e os do córtex piriforme independentemente da presença ou ausência de uma molécula odorante. Por outro lado, a presença de um odorante, com ou sem o ato de cheirar, ativa principalmente os giros orbito-frontais.
A organização geral do sistema olfatório humano é muito semelhante a do cão. Em termos funcionais, os mecanismos de transdução dos estímulos e de processamento neural das informações codificadas pelos receptores de olfato também são equivalentes. Mesmo animais de outros grupos, vertebrados e invertebrados, evidenciam processos olfatórios básicos semelhantes, indicando certa universalidade da fisiologia olfatória. Por outro lado, especialmente no que se refere à sensibilidade e à capacidade de discriminação olfatória entre mamíferos, o olfato canino não pode ser menosprezado.
O sistema olfatório acessório é representado pelo órgão vomeronasal (OVN). Os sinais químicos detectados pelos receptores do OVN são denominados feromônios. Os feromônios já foram identificados como ácidos graxos, terpenos, álcoois, acetatos, hidrocarbonetos e compostos aromáticos. Na maioria dos casos, os feromônios são moléculas simples de baixo peso molecular e estão envolvidos no comportamento sexual e na demarcação de território e, dessa forma, afetam a fisiologia e o comportamento de outro indivíduo da mesma espécie ou de outras espécies.
Como já dito anteriormente, a maior evidência da alta eficiência olfatória canina vem do uso dos cães em situações de resgate, busca, investigação, e diagnóstico clínico, nas quais os seres humanos dependem de uso de equipamentos e uma boa capacidade de dedução.
Portanto, em comparação com os humanos, os cães mostram uma mucosa olfatória maior, com um número maior de receptores olfatórios, os quais se projetam para um bulbo olfatório de maior tamanho, de onde as informações alcançam outras áreas do SNC, e em todas essas regiões o número de células para o processamento das informações olfatórias é maior. Adicionalmente, o dobramento interno da cavidade nasal, as narinas alongadas e o ato de farejar devem contribuir para a maior sensibilidade olfatória dos cães. Sendo assim, o cão não tem simplesmente uma versão “aumentada” do nosso olfato, e sim melhorada.