Sluch
Dosah žraločího sluchu je několik tisíc metrů. Pokusy prokázaly, že žraloci sluchem zachycují i velice nízké frekvence, které člověk neslyší, a zdroje těchto nízkých frekvencí je dokonce přitahují.
Čich
V pořadí citlivosti žraločích smyslových orgánů stojí čich s dosahem několika set metrů hned na druhém místě za sluchem. Žraloci jsou schopni ucítit jeden díl krve v několika milionech částic vody. Kromě pachu krve reagují i na pach sekretu vydávaného vyplašenými rybami.
Postranní čára
Postranní čára funguje na způsob detektoru změny polohy tím, že registruje sebemenší záchvěv vodního proudu a tedy i vibrace, které z něho pramení. Kromě toho má navíc rozhodující roli v udržování rovnováhy. Často je srovnávána se sonarem. Jedná se o kanálek probíhající pod kůží téměř po celé délce obou stran trupu, který je s kožním povrchem spojen pomocí dalších menších kanálků. Další podobné kanálky jsou také umístěny na hlavě, kde obkružují oči a sledují okraj čelistí. Uvnitř kanálků jsou smyslové buňky zvané neuromasty, které registrují tlaky, jež se na ně přenášejí z tekutiny (tzv. lymfy), v níž se vznášejí. Takto získané informace jsou pak předávány do mozku.
Smyslové dutiny
Smyslové dutiny jsou rozděleny po celé délce těla od hlavy až ke kořenu ocasu. Častěji je nacházíme u žraloků z hlubokých moří. Vznikají vzájemným překrytím dvou přilehlých, od ostatních odlišných šupin. Uvnitř každé takto vzniklé dutinky je bradavka a jedna velká senzitivní buňka (tzv. volný neuromast). Toto uspořádání je naprosto totožné s buňkami, které u člověka a ostatních živočichů vytvářejí na jazyku orgány chuti. Pokusy dokázaly, že jsou tyto struktury citlivé na chemické podněty, což podporuje domněnku, že se skutečně o tyto orgány jedná. Detekční vzdálenost smyslových dutin je stejně jako u postranní čáry řádově 100 – 200 metrů.
Zrak
Oko žraloka se podobá oku obratlovců, ale je velmi dobře přizpůsobeno mořskému prostředí. Sítnice obsahuje velký počet tyčinek (vidění v šeru) a menší počet čípků (ostrost a vnímání barev). Zornička se může otvírat i zavírat velmi rychle podle intenzity světla a kvůli minimálnímu osvětlení v podmořském prostředí má oko i tapetum lucidum (vrstva buněk za sítnicí schopných odrážet nazpět světlo, které už jednou sítnicí prostoupilo) vlastní nočním dravcům. Žraloci vidí na kratší vzdálenost i nad vodní hladinou, zejména žralok bílý je znám vystrkováním hlavy nad vodu. Některé druhy žraloků mají zvláštní druh víčka tzv. mžurku, což je membrána, která jim zejména při útoku přepadává jako ochrana přes oko. Jiné druhy žraloků mžurku nemají, ale často dřív než zaútočí, stočí oči dozadu, aby si je chránili.
Lorenziniho ampule
Lorenziniho ampule, které jsou umístěny pod rypcem žraloka, jsou detektory teplotních a vibračních změn a zaznamenávají také změny slanosti, kontaktního tlaku i zcela nepatrné změny elektrického pole. Nesčetné pokusy dokázaly, že i ve zcela kalné vodě dokáží žraloci lokalizovat svou kořist, a to i tehdy je-li třeba nehybná nebo dokonce zahrabaná v písku (všichni živočichové včetně člověka vytváří slabé elektromagnetické pole). Tento orgán také velmi pravděpodobně nahrazuje zrak, když má žralok při útoku zakryto oko mžurkou nebo ho pootočí dozadu.
