Muitos zoólogos acreditam que os gatos são os mais sensitivos dos mamíferos. Enquanto seu olfato e audição podem não ser tão aguçados quanto os dos ratos, a visão altamente apurada, audição e olfato sobre-humanos, combinados com o paladar e sensores táteis altamente desenvolvidos, fazem do gato um mestre nos sentidos. Medir os sentidos dos animais pode ser difícil, pricipalmente por que não existem meios explícitos de comunição entre o objeto do teste e o examinador. Entretanto, testes indicam que a visão aguçada dos gatos é largamente superior no período noturno em comparação aos humanos, mas menos efetiva durante o dia. Os gatos, como os cães, possuem o tapetum lucidum, uma membrana posicionada dentro do globo ocular que reestimula a retina ao refletir a luz na cavidade. Enquanto esse artifício melhora a visão noturna, parece reduzir a acuidade visual na presença de luz abundante. Quando há muita luminosidade, a íris em formato de fenda fecha-se o máximo possível, para reduzir a quantidade de luz a atingir a retina, o que também resguarda a noção de profundidade. O tapetum e outros mecanismos dão aos gatos um limiar de detecção de luminosidade 7 vezes menor que a dos humanos.


Os gatos têm, em média, campo visual estimado em 200°, contra 180° dos humanos, com sobreposição binocular mais estreita que a dos humanos. Como em muitos predadores, os olhos ficam posicionados na porção frontal da cabeça do animal, ampliando a noção de profundidade em detrimento da largura do campo de visão.

O campo de visão depende principalmente do posicionamento dos olhos, mas também pode estar relacionada com a construção dos olhos. Ao invés da fóvea que dá aos humanos excelente visão central, os gatos têm uma faixa central marcando a intersecção binocular. Aparentemente os gatos conseguem diferenciar cores, especialmente à curta distância, mas sem sutileza apreciável, em termos humanos.

Os gatos também possuem uma terceira membrana protetora dos olhos, a membrana de nictação (que é o ato de fechar os olhos instintivamente na presença de luz intensa). Essa membrana fecha parcialmente quando o animal está doente. Se o gato mostra freqüentemente essa terceira pálpebra, é um indicativo de doença.

O seres humanos e os gatos têm limites similares de audição em baixa freqüência (com pequena vantagem para os humanos), mas os gatos têm muita vantagem na escala de alta freqüência, onde superam até mesmo os cães. Os gatos podem ouvir até duas oitavas acima dos humanos e meia oitava além dos cães. Quando detectam um som, as orelhas do gato imediatamente voltam-se para o ruído; as orelhas também podem girar independentemente uma da outra para precisar a fonte de ruído. Os gatos podem precisar com margem de erro de 7.5 cm a localização de uma fonte sonora a um metro de distância.


O olfato de um gato doméstico é 14 vezes mais forte que o dos humanos. Eles possuem duas vezes mais células receptoras do que os humanos, significando que eles podem sentir odores os quais um ser humano sequer registra. Além disso, eles possuem um órgão sensorial no teto da boca chamado vomeronasal, ou órgão de Jacobson. Quando o gato franze a face, baixando a mandíbula e expondo parte da língua, ele está abrindo a passagem de ar para o vomeronasal.

Os gatos geralmente têm uma dúzia de bigodes, disposto em quatro fileiras sobre os lábios superiores, alguns nas bochechas, tufos sobre os olhos e no queixo. Os Sphynx (gatos quase sem pêlos) podem ter bigodes normais, curtos ou sequer apresentá-los.

Os bigodes auxiliam na navegação e tato. Podem detectar pequenas variações nas correntes de ar, possibilitando ao gato descobrir obstruções sem nem mesmo vê-las. As fileiras mais elevadas dos bigodes movem-se independentemente das inferiores para medições ainda mais precisas.

Especula-se que os gatos podem preferir guiar-se pelos bigodes especializados que dilatar as pupilas integralmente, o que reduz a habilidade de focar objetos próximos. Esses pêlos também alcançam aproximadamente a mesma largura do corpo do bicho, permitindo-o julgar se cabe em determinados espaços.

O posicionamento dos bigodes é bom indicador do humor do felino. Apontados para frente indicam curiosidade e tranqüilidade, colados ao rosto indicam que o gato assumiu uma postura defensiva e agressiva.

Uma curiosidade sobre o paladar dos gatos é que, de acordo com a edição norte-americana da National Geographic (de 8 de Dezembro de 2005), eles não são capazes de saborear o doce, por falta de receptores desse tipo. Alguns cientistas acreditam que isso se deve à dieta dos gatos incluir quase que exclusivamente alimentos ricos em proteínas, embora seja incerto se essa é a causa ou o resultado dessa falta de células adaptadas.