Das Gehör der Katze ist ausgezeichnet. Sie kann über weite Entfernungen Geräusche wahrnehmen und Geräuschquellen, die 50 Zentimeter auseinander liegen, noch aus 20 Metern Entfernung unterscheiden. Rufe werden von ihr bis zu 300 Meter weit gehört. Die Katze kann Töne wahrnehmen, die bis zu zwei Oktaven über der höchsten Note liegen, die ein Mensch wahrnehmen kann – damit kann sie noch besser hören als Hunde. Sie kann auch vom Menschen gesprochene Worte unterscheiden (wie etwa ihren Namen), erreicht dabei aber nicht das Vokabular, das ein Hund zu lernen imstande ist.

Der Sehsinn der Katze ist ebenso gut ausgebildet. Sie kann nicht nur am Tag hervorragend sehen, sondern auch während der Dämmerung und der Nacht. Die Augen können sich durch Veränderung der Pupillen an die Lichtverhältnisse anpassen. Zudem besitzt die Katze das Tapetum ludicum, eine Zellschicht, die sich hinter der Netzhaut befindet. Diese fungiert als eine Art Restlichtverstärker: Die Zellschicht reflektiert das einfallende Licht, das so zweimal die Rezeptoren der Retina durchläuft. Das Tapetum ludicum ist auch dafür verantwortlich, dass die Augen der Katze nachts leuchten. Bei völliger Dunkelheit kann allerdings dieser Restlichtverstärker nicht wirken und die Katze sieht dann ebenso wenig wie ein Mensch.

Die Nase der Katze ist zwar nicht so sensibel wie die des Hundes, doch kann sie beispielsweise Futterdüfte über mehrere Meter hinweg wahrnehmen. Sie kann außerdem Futter, das bereits beginnt zu verderben “erriechen” und ablehnen. Katzenkinder erriechen bereits in den ersten Lebensminuten den typischen Geruch der Mutter. Eine weitere Möglichkeit der Katze, Gerüche aufzunehmen, ist das Flehmen. Dabei zieht die Katze eine Grimasse, wobei sie die Nase rümpft und die Lippen kräuselt. So kann sie Gerüche mit dem an Gaumendach befindlichen Jacobson-Organ erkennen, das sowohl für Geruch als auch für Geschmack zuständig ist. Das Flehmen dient häufig dazu, Artgenossen wahrzunehmen und wird auch bei der Paarung eingesetzt.

Eine Besonderheit der Katze sind die an ihrer Oberlippe befindlichen Schnurrhaare. Obwohl ihre genaue Funktion noch nicht gänzlich erforscht ist, dienen sie mit Sicherheit dem Tastsinn der Katze. Mit Hilfe der Schnurrhaare kann eine Katze in engen Räumen auch bei völliger Dunkelheit die Orientierung behalten und sie kann sie als Hilfe beim Beutefang einsetzen. Die Katze kann diese Haare je nach Aufmerksamkeit in verschiedene Stellungen bringen. Sie sind äußerst sensibel und leiten jede Erregung über Rezeptoren an das Gehirn weiter. So kann eine Katze auch bei völliger Dunkelheit ihr Beutetier erfühlen und töten.

Die Zunge der Katze dient ebenfalls verschiedenen Zwecken. Hier befinden sich die Geschmacksorgane und sie dient als Hilfe beim Trinken. Außerdem wirkt sie durch ihre raue Oberfläche beim Putzen wie eine Bürste.