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Für das Erkennen von Molekülen und molekularen Eigenschaften gibt es mehrere komplizierte Mechanismen. Vereinfacht könnte man sagen: Ein Geschmacksreiz wird durch jeweils ganz bestimmte Stoffe ausgelöst – die Geschmacksstoffe –, die in einem Gemüse (oder in anderen Lebensmitteln) vorhanden sind, wobei für jeden Geschmacksreiz andere Stoffe bzw. Stoffgruppen verantwortlich sind ( Geschmack in Gemüse, Seite 48). Schmecken lassen sich nur wasserlösliche Stoffe. Dies ist, auch für die Sensorik, der fundamentale Unterschied zum Geruch. Geschmack basiert grundsätzlich auf Wasserlöslichkeit, Geruch auf Fett- (und Alkohol-)löslichkeit. Die Geschmacksstoffe werden vom Speichel gelöst und im Mundraum an den Rezeptoren vorbeigespült, bis sie zufällig an den für ihre Geschmacksrichtung „zuständigen“ Rezeptor gelangen und dort andocken. Nur dort passen sie und lösen ihren Reiz aus. Passt der Stoff nicht, reagiert der Rezeptor nicht – wie beim Geruch spricht man auch hier vom Schlüssel-Schloss-Prinzip. Die Rezeptoren sind allesamt sogenannte Membranproteine, die molekulare Eigenschaften von Molekülen an ihrem chemischen Muster erkennen.

Während sich der Aufbau der Geschmacksrezeptoren für „salzig“ und „sauer“ ähnelt, funktionieren alle anderen jeweils grundsätzlich anders. Dies liegt an der Natur der Geschmacksauslöser. Salzgeschmack wird durch Ionen ausgelöst: Kochsalz, also Natriumchlorid (NaCl), löst sich in wässriger Umgebung in positiv geladene Natriumionen (Na⁺) und negativ geladene Chloridionen (Cl^-) auf. Sowohl die Art der Teilchen als auch die elektrische Ladung zwischen beiden wird von „Ionenkanälen“, sogenannten Kanalproteinen, wahrgenommen: Erst bei dieser Doppelbedingung reagiert der Rezeptor. Der Sauergeschmack wird durch Säuren und damit durch positiv geladene Protonen (H⁺) ausgelöst, die ebenfalls als kleine geladene Teilchen über Kanalproteine detektiert werden. Die für die Reize „umami“ und „bitter“ verantwortlichen Moleküle sind komplizierter aufgebaut – entsprechend komplex müssen die jeweiligen Detektoren sein. Der Umami-Geschmacksrezeptor spricht auf den Stoff Glutaminsäure an, Bittergeschmack dagegen wird von unterschiedlichen Stoffen ausgelöst. Strikt nach dem „Schlüssel-Schloss-Prinzip“ gibt es 25 verschiedene Bitterrezeptortypen, die jeweils eine bestimmte Ausprägung von „bitter“ erkennen können. Alle senden sie ihr individuelles „bitter“-Signal. Diese in der Wissenschaft als TAS2R-Rezeptorenfamilie bezeichneten Detektoren sind allerdings nicht bei allen Menschen gleich ausgeprägt. Abhängig von der genetischen Veranlagung wird „bitter“ von „Bitterschmeckern“ stärker wahrgenommen als von „Nicht-Schmeckern“. Auch das entscheidet, ob beispielsweise Brokkoli – ein Gemüse mit vielen Bitterstoffen – gemocht wird oder nicht. Für die Wahrnehmung der Geschmacksrichtungen „süß“ sind wiederum zwei Rezeptoren notwendig, die in engem Kontakt miteinander stehen. Erst wenn ein Molekül dieses „Rezeptorduett“ reizt, wird an das Gehirn der Reiz „süß“ weitergegeben.