La nariz del perro consiste en un par de orificios (fosas nasales) para inhalar aire y olores y por una cavidad nasal. Las células receptoras de olores en la nariz del perro se extienden en toda la capa del epitelio olfatorio que se encuentra en los cornetes óseos de la cavidad nasal.

La porción olfatoria de la mucosa nasal contiene una gran cantidad de nervios olfatorios que están conectados con el altamente desarrollado bulbo olfatorio en el cerebro del perro.

Adicionalmente poseen una cámara olfatoria llamada órgano vomeronasal u órgano de Jacobson que también tiene un epitelio olfatorio, este órgano consiste en un par de sacos elongados llenos de liquido que desembocan tanto en la nariz como en la boca, en el paladar atrás de los incisivos superiores.

Se ha estimado que la capacidad del perro para oler cosas es 100,000 veces más poderosa que la del ser humano. Esto es debido a que el perro tiene alrededor de 220 millones de células olfativas en un área del tamaño de un pañuelo, (comparado con el humano con 5 millones en un área del tamaño de una estampilla postal).

La nariz del perro normalmente esta fría y húmeda, la humedad producida por las glándulas mucosas en la cavidad nasal capturan y disuelven las moléculas del aire y las ponen en contacto con el epitelio olfatorio dentro de la nariz. Entre más pesada y soluble en el agua es una molécula de olor, el animal la percibe con mayor facilidad.

Los perros olfatean para maximizar la detección de olores, este olfateo es la interrupción del patrón normal de respiración, esta hecho a base de una serie de inhalaciones cortas y rápidas con la cuales el hueso subetmoidal que se encuentra en la cavidad nasal fuerza a introducir aire hacia el epitelio olfatorio.

La cavidad nasal permite que las moléculas de olor que no pueden ser reconocidas con un simple olfateo se acumulen e interactúen con los receptores olfatorios del epitelio, éste las absorbe y las disemina hacia los receptores nerviosos que generan impulsos hacia el lóbulo olfatorio del cerebro. Esto le permite al perro reconocer e identificar el olor y poder seguir un rastro.

Se cree que el órgano vómero nasal es muy importante en la detección de feromonas (olores corporales) y sus receptores olfatorios mandan impulsos a la zona del hipotálamo, generalmente estos impulsos son generados por olores de tipo sexual y social del perro e influyen en su comportamiento. Esta teoría nos permite entender porque un perro puede reconocer a otros animales y a las personas más por el olfato que por la vista.. Los perros también utilizan el olfato como una herramienta de comunicación, es por eso que al correr por el parque van olfateando el suelo, en realidad van descifrando las señales dejadas por otros perros, humanos, gatos o ardillas que hayan estado en ese lugar antes que ellos

Algunas razas han tenido una selección de excelencia en la detección de olores aun comparada con sus congéneres caninos. Esto lo podemos ver muy claramente en los sabuesos especialmente la raza Bloodhound que está entre los perros que tienen el sentido del olfato más agudo.La forma en que detectan los olores cuando siguen un rastro no esta del todo entendida pero al parecer los perros distinguen dos tipos diferentes de olores, un olor en el aire de la persona, animal u objeto buscado que recientemente haya permanecido en ese lugar y la esencia que permanece en la tierra o terreno que puede ser detectada por mucho más tiempo.

El aroma en el viento es intermitente pero menos confuso mientras que el del suelo aunque sea relativamente más permanente puede estar contaminado con otros olores.

Para los entrenadores de perros de rastreo es imposible enseñarles lo que pueden hacer de forma natural, lo importante es mantener al perro motivado adecuadamente y a que se concentre a seguir el rastro ignorando otro tipo de olores. Este tipo de entrenamiento es el que se utiliza con los perros detectores de contrabando, cuyo trabajo es muy demandante y exhaustivo.