Журнал является продолжением издававшихся Академией наук сборников "Проблемы физиологической оптики" и "Проблемы физиологической акустики" (1941-1971 гг.) и ежегодника "Сенсорные системы" (1977-1987 гг.). Публикуются статьи преимущественно междисциплинарного характера по основным направлениям фундаментальных исследований сенсорных систем, призванные отразить ход разносторонних исследований в области сенсорной физиологии, способствовать координации и объединению усилий коллективов различного профиля и стимулировать интерес к одному из увлекательнейших и ответственных разделов науки о мозге.