Hunde haben die gleichen fünf Sinne wie Menschen. Einige sind jedoch stärker entwickelt, andere sind im Vergleich zu denen des Menschen mangelhaft. Der Geruchssinn des Hundes ist bei weitem der schärfste und unermesslich besser als der des Menschen. Hunde werden für Aufgaben wie das Aufspüren von vermissten Personen, das Graben unter der Erde und das Aufspüren von giftigen Stoffen wie Gasen eingesetzt, die für den Menschen nicht nachweisbar sind. Hunde können Drogen, Sprengstoff und die Gerüche ihrer Herrchen aufspüren. Allerdings sind nicht alle Hundenasen gleich. Einige Rassen, wie der Deutsche Schäferhund und der Bluthund, haben einen viel schärfer entwickelten Geruchssinn als andere. Eine kurznasige Rasse wie der Mops würde man nicht für die Fährtensuche wählen.
Aber auch bei kurznasigen Rassen ist das Riechzentrum relativ hoch entwickelt. Es ist in Falten angeordnet, um Gerüche aus der einströmenden Luft zu filtern. Manche Rettungshunde sind darauf trainiert, einer Witterung auf dem Boden zu folgen, andere wiederum auf die Luft zu riechen. Beide sind in der Lage, auch nach längerer Zeit eine Person von einer anderen zu unterscheiden. Jagdhunde – wie Vorstehhunde, Retriever und Spaniels – sind darauf trainiert, Vögel zu riechen und können eine Vogelart von einer anderen unterscheiden.
Der Geschmackssinn des Hundes ist im Vergleich zu dem des Menschen schlecht entwickelt. Wenn sie gezwungen sind, allein zu leben, fressen Hunde fast alles, ohne viel zu unterscheiden.
Hunde besitzen einen scharfen Hörsinn. Die Rassen der Ureinwohner hatten große, aufrechte und sehr bewegliche Ohren, die es ihnen ermöglichten, Geräusche aus großer Entfernung in jeder Richtung zu hören. Einige moderne Rassen haben ein besseres Gehör als andere, aber alle können Geräusche wahrnehmen, die weit über die Reichweite des menschlichen Ohrs hinausgehen. Hunde sind in der Lage, Geräusche mit 35.000 Schwingungen pro Sekunde zu registrieren (im Vergleich zu 20.000 pro Sekunde beim Menschen), und sie können auch ihr Innenohr abschalten, um störende Geräusche herauszufiltern.
Das Sehvermögen eines Hundes ist nicht so scharf wie sein Geruchssinn, und es wird allgemein angenommen, dass Hunde eine schlechte Farbwahrnehmung haben. Einige Rassen, wie der Saluki und der Afghanische Windhund, wurden entwickelt, um Wild über weite Entfernungen auf Sicht zu jagen, und diese Hunde können gut genug sehen, um jede Bewegung weit am Horizont zu erkennen. Hunde können im Allgemeinen bei schlechten Lichtverhältnissen besser sehen als Menschen, aber nicht so gut bei hellem Licht. Sie haben ein größeres Sichtfeld als Menschen, weil ihre Augen weiter seitlich am Kopf liegen, können aber Objekte im Nahbereich nicht so gut fokussieren und Entfernungen nicht so gut einschätzen. Hunde haben ein drittes Augenlid, eine Membran, die den Augapfel vor Reizstoffen schützt und manchmal vor dem Auge sichtbar ist.