As características físicas da água impõem alguns constrangimentos aos órgãos sensoriais dos peixes, que podem ser importantes na alimentação, na reprodução e na orientação durante as migrações:
Visão - a maioria dos peixes tem os olhos bem desenvolvidos, com exceção de alguns que vivem em grutas e têm os olhos atrofiados;
Tato e gosto – as papilas gustativas localizam-se geralmente em volta ou no interior da boca. Alguns peixes, como os guramis, ou os ruivos têm barbilhos desenvolvidos que são ricos em células sensoriais, com funções tácteis e gustativas;
Olfato- na maior parte dos casos é mais desenvolvido que o do gosto e é usado para a deteção de comida.
Audição – os sons propagam-se na água mais facilmente que no ar.
Linha lateral - A linha lateral é basicamente um sistema de canais que se estende ao longo do corpo, de cada um dos lados do peixe. Estes canais comunicam com o exterior através de poros, visíveis a olho nu. As escamas que cobrem a linha lateral são em número variável e podem ter formas características. Os canais são forrados por células sensoriais, com um cílio (uma espécie de pequena cauda) terminal. Com a ajuda destas células o peixe pode sentir as vibrações da água, apercebendo-se assim dos movimentos de outros peixes, correntes ou ondulação. Recebendo o eco dos seus próprios movimentos pode localizar, à semelhança de um radar, os objetos imóveis.
Os órgãos dos sentidos podem estar mais ou menos desenvolvidos, consoante os hábitos da espécie.