イヌの耳下腺は、副交感神経性の強い刺激を受けると、ヒトの耳下腺の約10倍のスピードで唾液を分泌する。唾液は浅速呼吸（喘ぎ）により、口の粘膜と舌の表面から蒸散する。激しい運動のあと、イヌが口を開け、舌を垂らしてさかんに喘いでいるのはこのためである。イヌの体には汗腺が少ないが、この体温調節法は汗の蒸発による方法と同じくらい効果的であるという。

肛門には肛門嚢（こうもんのう）と呼ばれる一対の分泌腺があり、縄張りのマーキングに使われるにおいの強い個体識別のもとにもなる分泌液はここから出ている。ジャコウネコやハイエナのように外に直接開いてはおらず、細い導管で肛門付近に開口している。なお、イヌが雨に濡れたときなどに特に匂う独特の強い体臭は、主に全身の皮脂腺の分泌物によるものである。
嗅覚柴犬の鼻づら

警察犬の遺留品捜査や災害救助犬の被災者探索などでよく知られるように、イヌの感覚のうち最も発達しているのは嗅覚であり、においで食べられるものかどうか、目の前にいる動物は敵か味方かなどを判断する。また、コミュニケーションの手段としても、ここはどのイヌの縄張りなのかや、相手の犬の尻のにおいを嗅ぐことで相手は雄か雌かなどを判断することでも嗅覚は用いられたりする。そのため、イヌにとっては嗅覚は独自性を主張する重要な器官である。

イヌの嗅覚はヒトの数千から数万倍とされるが、その能力は有香物質の種類によっても大きく異なり、酢酸の匂いなどはヒトの1億倍まで感知できる。嗅覚は鼻腔の嗅上皮（英語版）にある嗅覚受容神経（嗅覚細胞）によって感受されるが、ヒトの嗅上皮が3 - 4cm2なのに対し、イヌの嗅上皮は犬種によって異なるが15 - 150cm2である[13]。また、嗅覚受容体遺伝子は、ヒトで396個、イヌで811個であり嗅覚受容体の種類の豊富さにより匂いを感じ取るレパートリーが人間より広い[13]。

嗅上皮の粘膜を覆う粘液層中に分布する、「嗅毛」と呼ばれる線毛は、においを感覚受容器に導く働きをするが、イヌの嗅毛は他の動物のそれより本数が多く、長い。嗅細胞の層も、ヒトでは1層であるのに対して、イヌでは数層になっており、ヒトの500万個に対し、2億5千万から30億個あると推定されている。鼻腔の血管系もよく発達している。ヒトが顔や声について特別な記憶力をもつように、イヌは匂いについての優れた記憶力を持ち、久しぶりに会うヒトやイヌなどの個体識別ができる。イヌを含む動物群の鼻先のいつも湿っている無毛の部分を「鼻鏡」と呼ぶが、これもイヌのすぐれた嗅覚を保つのと同時に風の向きを探る働きをすると考えられる。

イヌが嗅覚に優れていることは事実であるが、イヌ同様に探索目的での使役が多いブタ（イノシシ類）も引けを取らないと考えられているし、クマの研究者によればクマ類の嗅覚はイヌ（イエイヌ）の約7倍とされている。ゾウは嗅覚細胞の総量から言っても、能力においてイヌやクマを遥かに上回る動物として知られている。なお、魚類ではウナギの嗅覚がイヌの嗅覚に匹敵するとされる[14]。

一方、イヌの嗅覚は人間の抱えるストレスを人間の汗や息の中に含まれる物質の変化から嗅ぎ分けることが可能である事実が、英国のクイーンズ大学ベルファスト校とニューカッスル大学の研究者たちの調査と研究で明らかにされている。この新研究の発表はオンライン科学雑誌『プロスワン』に掲載されている[15]。
熱感知

2020年の研究で、犬の鼻に熱源を感知する能力が発見された[16][17]。哺乳類としては、吸血蝙蝠として知られるナミチスイコウモリに次いで二例目となる[18]。
聴覚

イヌは聴覚も比較的鋭い。また可聴周波数は40から47,000Hzと、ヒトの20から20,000Hzに比べて高音域で広い。超音波を発する笛である犬笛（約30,000Hz）はこの性質を利用したもの。聴力において、犬種による違いはほとんど見られない。ただし人間同様に加齢によって聴力が衰える事は一緒である。
視覚犬の眼球

優れた動体視力を持っており、1秒間に30フレームを表示するテレビ画像などはコマ送りにしか見えない。たとえばフリスビーなどを跳び上がってキャッチできるのは、四肢の運動能力と動体視力ゆえである。一方、イヌの眼には赤色に反応する錐体細胞の数が非常に少ないといわれ、明るいときには赤色はほとんど見えていない可能性が高い。色の明暗は認識できるが、全色盲に近いと考えられている。交通信号機だけは識別できるとされていたが、実はこれも灯火の点灯順序と人間の動きを関連づけて学習していたに過ぎない事が確認されている。