Smyslové mapy jsou oblasti mozku, které reagují na smyslovou stimulaci a jsou prostorově uspořádány podle nějakého rysu smyslové stimulace. V některých případech je smyslová mapa pouze topografickým znázorněním smyslového povrchu, jako je kůže, hlemýžď nebo sítnice. V jiných případech představuje další stimulační vlastnosti vyplývající z neuronálního výpočtu a je obecně uspořádána způsobem, který odráží periferii. Příkladem je somatosmyslová mapa, která je projekcí povrchu kůže v mozku, která zařizuje zpracování hmatového vjemu. Tento typ somatotopické mapy je nejběžnější, možná proto, že umožňuje fyzicky sousedícím oblastem mozku reagovat na fyzicky podobné podněty na periferii nebo proto, že umožňuje větší motorickou kontrolu. Somatosmyslová kůra přiléhá k primární motorické kůře, která je mapována podobně. Smyslové mapy mohou hrát důležitou roli při usnadňování motorických reakcí. Dalšími příklady uspořádání senzorické mapy mohou být, že sousední oblasti mozku jsou spojeny blízkostí receptorů, které zpracovávají jako v mapě hlemýždě v mozku, nebo že podobné rysy jsou zpracovány jako v mapě detektorů rysů nebo retinotopické mapy, nebo že časové kódy jsou použity v organizaci jako v mapách sovího orientačního smyslu prostřednictvím mezikulturního časového rozdílu mezi ušima. Tyto příklady existují v kontrastu k nemapovaným nebo náhodně rozloženým vzorcům zpracování. Příkladem nemapovaného systému senzorického zpracování je čichový systém, kde jsou vedle sebe zpracovávány v čichové baňce nepříbuzné pachové látky. Kromě nemapovaného a mapovaného zpracování mohou být podněty zpracovávány pod více mapami jako v lidském vizuálním systému.
Zmapované oblasti smyslového zpracování jsou složitým jevem, a proto musí sloužit adaptivní výhodě, protože je velmi nepravděpodobné, že by složité jevy vypadaly jinak. Smyslové mapy jsou také velmi staré v evoluční historii, protože jsou téměř všudypřítomné u všech druhů zvířat a nacházejí se téměř u všech smyslových systémů. Některé výhody smyslových map byly objasněny vědeckým zkoumáním:
Tyto mapy lze považovat za mapování povrchu těla na strukturu mozku. Řečeno jinak, topografické mapy jsou uspořádány v nervovém systému způsobem, který je projekcí smyslového povrchu na mozek. To znamená, že organizace na periferii zrcadlí pořadí zpracování informací v mozku. Tato organizace může být somatopická[3] jako v hmatovém smyslu doteku, nebo tonotopická[4] jako v uchu, a retinotopická mapa, která je rozložena v mozku jako buňky jsou uspořádány na sítnici.
Tyto mapy jsou uspořádány zcela v nervovém systému nebo uspořádány způsobem, který se nevyskytuje na periferii. Může to být jakákoli mapa, která je vytvořena nervovým výpočtem, což je mozek, který se týká dvou nebo více bitů informací, aby z nich získal nějaké nové informace. Často tyto mapy zahrnují porovnávání, jako při provádění odčítání, aby získal časové zpoždění, dvou podnětů, jako je příchozí zvuková informace z různých uší, aby se vytvořil nový cenný bit informací o těchto podnětech, jako v tom, kde vznikly. Proces, který byl právě popsán, probíhá v sovím nervovém systému velmi rychle.