Центральная нервная система птиц, как и у млекопитающих, состоит из головного и спинного мозга.
Головной мозг включает в себя полушария переднего мозга, промежуточный мозг, средний мозг со зрительными буграми и мозжечок.
Полушария передней части мозга птиц относительно невелики и лишены извилин. Эти доли мозга управляют поведением, ориентацией в пространстве, употреблением пищи, спариванием и способностью строить гнезда. Мозжечок, расположенный в задней части мозга, отвечает за координацию движений.
У птиц более острое зрение, чем у млекопитающих, так как в сетчатке глаза располагается большое количество светочувствительных клеток. При этом птицы, ведущие дневной образ жизни, в сумерках и темноте почти не видят. Это относится и к курам.
У всех птиц, кроме совиных, зрение монокулярное, т. е. все объекты, движущиеся и неподвижные, воспринимаются преимущественно только одним глазом. У сов же, как и у человека, бинокулярное зрение: объекты они воспринимают обоими глазами.
Глаза птиц располагаются по бокам головы, благодаря чему пернатые обладают обширным круговым зрением. Они видят не только впереди себя, но и по бокам и даже отчасти позади себя. Кроме цветовой модели из синего, красного и зеленого цветов, сетчатка глаза птиц способна улавливать лучи ближнего ультрафиолета, т. е. цвета в диапазоне 380—200 нм.
Веки птиц неподвижны. Моргают они с помощью третьего века — небольшой перепонки в переднем внутреннем углу глаза. В отличие от человеческих век, которые открываются и закрываются вертикально, третье веко движется по горизонтали.
Слух у птиц развит хорошо. Ушных раковин у них нет, а уши прикрыты кожной складкой и перьями.
Обоняние у птиц развито плохо, запахов они почти не различают.
Вкусовых сосочков на языке птиц нет. Но у кур, например, в слизистой языка есть вкусовые окончания, а у гусей и уток — вкусовые луковицы. Примечательно, что у птенцов вкусовых рецепторов больше, чем у взрослых особей.