Khứu giác của chó rất nhạy, nhạy hơn thính giác và thị giác của chó rất nhiều. Các nhà nghiên cứu nói rằng vùng  xử lý mùi vị của chó có diện tích gấp 40 lần so với con người. Giống như người sử dụng mắt để định hướng, chó sử dụng mũi để định hướng.

Chó có từ 125 triệu tế bào khứu giác tới 225 triệu tế bào, phụ thuộc vào giống, kích thước và cả diện tích não. Chó săn là giống có nhiều tế bào khứu giác nhất (có thể lên tới hơn 300 triệu tế bào). Chính bởi điều này, chó có khả năng ngửi mùi tốt gấp 100.000 lần cho tới 1.000.000 lần so với con người. Đối với chó săn, con số có thể lên tới 100.000.000 lần.

Khi thở thông thường, chó không phân tích hết tất cả các loại mùi vị có trong không khí nhưng khi chúng tập trung chú ý, chó sẽ đưa không khí vào sâu trong mũi và thực hiện việc phân tích mùi vị. Chính vậy, chó có thể được huấn luyện để phát hiện ma tuý, phát hiện người bị lạc … Chó cũng có thể phát hiện được chủ từ rất xa và nhớ được mùi vị của chủ cho dù rất lâu mới gặp.