El epitelio sensorial es una capa de células muy juntas que no solo cubre superficies, sino que funciona como un sensor del cuerpo. Sus células, llamadas células sensoriales o neuroepiteliales, detectan cambios del ambiente como luz, sonido, olor, sabor y presión, y los convierten en señales que el cerebro puede entender.

Su tarea clave es la transducción: traducir el estímulo en señal eléctrica mediante receptores. Se resume como E → R → S, donde E es el estímulo, R es el receptor y S es la señal eléctrica. Sus células son alargadas y verticales, con cilios o microvellosidades en la parte superior que actúan como antenas para captar más señal en poco espacio. Abajo contactan con una neurona y le pasan el mensaje con mensajeros químicos para que viaje al cerebro.

Este epitelio siempre está en la frontera con el mundo exterior: mucosa olfatoria de la nariz, papilas gustativas de la lengua, órgano de Corti y vestíbulo del oído interno, retina del ojo con conos y bastones, y piel sensible con células de Merkel. Sin él, el estímulo nunca llegaría al cerebro como sensación, por eso sin epitelio sensorial no hay vista, oído, olfato, gusto ni tacto fino.