Zur Beurteilung der Riechleistung reicht das aber bei weitem nicht aus: Messungen haben ein im Vergleich zum Menschen etwa eine Million Mal besseres Riechvermögen ergeben. Der Hund kann in kurzen Atemzügen bis zu 300 Mal in der Minute atmen, so dass die Riechzellen ständig mit neuen Geruchspartikeln versorgt werden.

Eine ebenso wichtige Rolle spielt das Gehirn. Hier werden die eintreffenden Daten verarbeitet und ausgewertet. Da die Nase (ähnlich wie beim Sehen) rechts und links differenzieren kann, können Hunde „Stereo“ riechen. Auf diese Weise ist der Hund fähig, die Richtung einer Spur zu beurteilen und selbst eine alte Spur zu verfolgen. Das Riechhirn ist im Vergleich zu dem des Menschen riesig, denn es macht allein zehn Prozent des Hundehirns aus (im Vergleich: ein Prozent beim Menschen). Der Mensch nutzt diese besondere Fähigkeit des Hundes, indem er ihn als Spürhund in vielen Bereichen einsetzt. Hunde „schmecken“ Gerüche auch über das Jacobsonsche Organ (Vomeronasalorgan), das sich im Gaumen befindet. Dieses transportiert die aufgenommene Information sofort an das Limbische System. Es ist für die Entstehung von Gefühlen, das Triebverhalten und für die Bildung von Hormonen verantwortlich.