У кошек сильно развито обоняние, что объясняется наличием у них хорошо развитой обонятельной луковицы  и большого количества сенсорных клеток обонятельного эпителия носовой полости. У кошек поверхность обонятельного эпителия составляет 5,8  см², что в два раза больше, чем у человека и только в 1,7 раз меньше, чем у средней собаки. Благодаря этому обоняние у кошек примерно в 14 раз сильнее человеческого, что позволяет им чувствовать запахи, о которых человек даже не подозревает. В верхней части полости рта у кошек расположен вомероназальный орган, который позволяет им чувствовать особо тонкие запахи при вынюхивании. При этом кошка приоткрывает пасть и втягивает губы, собирая кожу на голове в своеобразную гримасу, демонстрируя т. н. реакцию флемена, присутствующую также у собак, лошадей и некоторых других млекопитающих.

Кошки также очень чувствительны к кошачьим феромонам, таким, как образующийся при деградации синтезируемой кошками аминокислоты фелинина 3-меркапто-3-метилбутан-1-ол, которые они используют для общения между собой, разбрызгивая мочу и метя свою территорию с помощью выделений из пахучих желез. Пахучие железы котят начинают производить пахучие вещества с возраста трёх месяцев. Также кошки вместе с экскрементами выделяют небольшое количество пахучей жидкости из анальных желёз. Такие железы есть у всех хищных, в частности, у скунсов они используются для самообороны.