Memelilerde koku alma sisteminin ilk elemanı burun boşluğunun iç kısımlarında yer alan ve koku alma epiteli olarak bilinen küçük bölgedir. Bu bölge incelendiğinde iki çeşit hücre ile karşılaşılır. Bunlardan ilki en uçta bulunan ve dış dünya ile bağlantıyı sağlayan sinir hücreleridir. Sayıları milyonları bulan bu hücreler, koku alma sisteminde beyine iletilecek olan sinyali üretir. Elektrokimyasal sinyal, bu nöronların ucunda bulunan silia isimli, saça benzeyen yapıdaki sensörler ile koku moleküllerinin etkileşmesiyle oluşur. Nöronların arkasında bu hücrelerde üretilen sinyali beyine taşımakla görevli akson hücreleri bulunur. İnce iplik şeklindeki akson hücreleri beyinde limbik sisteme kadar uzanır.

Koku alma epitelinde üretilen sinyal öncelikle koku alma soğanına iletilir. Bu bölge beynin ön kısmındadır ve gelen sinyalin ilk olarak işlendiği bölgedir. Koku alma soğanında işlenen sinyal beynin koku alma bölgesine iletilir ve buradan da duygu ve düşüncelerin oluştuğu beyin kabuğundaki algılama merkezine iletilir. Bu şekilde koku moleküllerinin nöron hücrelerinin ucunda bulunan silialarla etkileşmesiyle oluşan elektrokimyasal sinyal, koku duyusuna dönüştürülmüş olur.

Elektronik burunlar memelilerin koku alma sistemini taklit ederek on binlerce farklı kokuyu birbirinden ayıracak şekilde tasarlanmış elektronik aygıtlardır. Elektronik burunlarda tıpkı koku alma sistemindeki reseptör proteinler gibi her koku molekülüyle değişik şekilde etkileşen, birbirinden farklı sensör dizileri bulunmaktadır.  Koku molekülleri elektronik buruna ulaştığı zaman tüm sensör elemanlarının iletkenliğinde, ışımasında veya kütlesinde bir değişim olur ve bu değişim elektrik sinyaline dönüştürülerek her koku için ayrı sinyal birleşimleri (desenler) elde edilir. Daha sonra bu desenler istatistiki algoritmalarla çözümlenerek kokular birbirinden ayrılabilir.

Aynı bunun gibi, elektronik burunlar da insanların kokusunu alabildiği bazı molekülleri ayırt edemez, ama bize göre kokusuz olan doğal gaz ve karbon monoksit gibi gazları birbirinden ayırabilirler. Ayrıca memeli burnuna göre daha az sensör elemanı kullanarak, az sayıda kokunun birbirinden ayrılmasını gerektiren kısıtlı alanlar için, örneğin zehirli gazların tespiti ve yiyeceklerin tazeliğinin ve kalitesinin belirlenmesi gibi işlemler için de tasarlanmaktadırlar.