Этот тип анализаторов обслуживают три рецепторных аппарата: обонятельный, вкусовой и аппарат общей химической рецепции.
Эти три рецепторных аппарата являются высокоспециализированными морфологическими образованиями, обеспечивающими анализ химического состава среды обитания животных и пищи.
У животных разной этологической принадлежности и разного эволюционного уровня развития можно обнаружить очень большие морфофункциональные особенности химического анализатора. В наибольшей мере этот анализатор развит у древних водных животных: скатов, акул, многих видов земноводных. С выходом на сушу роль химического анализатора теряет свою значимость, поскольку воздушная среда более однородна и стабильна по своему химическому составу в сравнении с водной средой. В то же время у наземных животных получают развитие другие анализаторы, необходимость в тонкой настройке которых определяется новыми условиями жизни.
У наземных животных утрачивается общее химическое чувство, а у некоторых групп животных дополнительно притупляется и обоняние.
Под обонянием (ольфакторная сенсорика) понимают рецепцию специфических веществ, находящихся в воде или в воздухе в малой концентрации. Обонятельные рецепторы обладают высокой чувствительностью и избирательностью и улавливают отдельные молекулы вещества в большом объеме воды или воздуха, т. е. они являются дистантными рецепторами, позволяющими животным в разных средах обитания ориентироваться по запаху.
Контактные хеморецепторы возбуждаются при непосредственном соприкосновении с химическим веществом, например, пищей. Этот тип рецепторов лежит в основе органов вкуса. Они возбуждаются сравнительно узким кругом химических веществ.
Кроме того, у водных животных имеются малоспецифичные и низкочувствительные хеморецепторы. Они приходят в возбуждение при раздражении веществами различной химической природы. Их часто называют рецепторами общего химического чувства. Эти рецепторы призваны обеспечивать защитную реакцию первичноводных животных на губительные для организма изменения химического состава водной среды обитания. Общее химическое чувство возникает при химическом раздражении свободных нервных окончаний тройничного, блуждающего и некоторых спинномозговых нервов рыб.
Деление хеморецепторного аппарата водных животных на три функционально различающихся вида достаточно условно, поскольку, скажем, вкусовые ощущения складываются в результате афферентного синтеза импульсации, поступающей и от органов вкуса, и от органов обоняния. Пища с неприятным запахом невкусна для животных, так же как и пища без ожидаемого запаха имеет низкую привлекательность. Вкусовые ощущения животных складываются в результате раздражения вкусовых почек и механорецепторов ротовой полости, а у рыб дополнительно головы, усиков и плавников.
Неблагоприятные изменения химического состава воды в водоеме (например, накопление аммиака, изменение pH), раздражающие рецепторы общего химического чувства, искажают и вкусовые, и обонятельные ощущения у рыбы. Посторонние сильные неприятные запахи затормаживают работу вкусового анализатора у наземных животных.