Encéfalo distinto e órgãos sensoriais muito desenvolvidos, que lhes permitem localizar presas mesmo quando muito distantes ou enterradas no lodo do fundo. Estes órgãos incluem:
Narinas: localizadas ventralmente na extremidade arredondada da cabeça, capazes de detectar moléculas dissolvidas na água em concentrações mínimas;
Ouvidos: com três canais semicirculares dispostos perpendicularmente uns aos outros (funcionando como um órgão de equilíbrio, portanto, tal como em todos os vertebrados superiores);
Olhos: laterais e sem pálpebras, cuja retina geralmente apenas contém bastonetes (fornecendo uma visão a preto-e-branco mas bem adaptada á baixa luminosidade);
Linha lateral: um fino sulco ao longo dos flancos contendo muitas pequenas aberturas, contém células nervosas sensíveis á pressão (algo como um sentido do tacto á distância);
Ampolas de Lorenzini: localizadas na zona ventral da cabeça, são outros canais sensitivos ligados a pequenas ampolas que contém eletrorreceptores capazes de detectar as correntes elétricas dos músculos de outros organismos;
