Cercetările întreprinse pe plan mondial de numeroşi specialişti au stabilit că sistemul nervos al albinei melifere este deosebit de evoluat în scara zoologică, posedând organe de simţ pentru miros, pipăit, gust, văz şi în general pentru orientare.
Simţul mirosului e foarte dezvoltat datorită nervului olfactiv, ale cărui terminaţii sunt aşezate în nişte pori acoperiţi cu o membrană subţire şi dispuşi pe antene, în număr de cea 600 la albinele lucrătoare. Simţul mirosului joacă un rol deosebit de important în orientarea albinelor, pe de o parte la albinele cercetaşe pentru identificarea florilor cu nectar, pe de altă parte la culegătoare care, conduse de miros, găsesc florile căutate cu uşurinţă. După vizitarea florilor cu nectar bogat, albinele culegătoare lasă „o urmă de miros” pe flori, care uşurează munca de cules a celorlalte albine.
În determinarea calităţii unei surse de cules, albinele se orientează şi după simţul gustului. Organele gustative se află în aparatul bucal. Orientarea după gust e în funcţie de anotimp: primăvara şi vara sunt necesare concentraţii mai mari de zahăr pentru culegerea nectarului, decât toamna. Astfel, în sezonul când există multe plante înflorite, limita concentraţiei acceptate de albine e de 40%, dar toamna, când florile devin mai rare, limita scade la 5%. E interesant de menţionat că posibilitatea de reluare a siropului de către albine în timpul hrănirilor de toamnă depinde nu numai de concentraţia lui, ci şi de temperatura mediului: o soluţie de zahăr de 30% concentraţie se ia foarte uşor la 8°C, între 5 şi 3°C se ia cu ezitare, iar la 1-°C e refuzată.
Simţul văzului are rol deosebit în orientarea albinelor, mai ales pentru culegătoare care disting de la distanţă culoarea florilor cercetate. Vederea colorată a albinelor se deosebeşte de cea a omului: albinele nu disting culoarea roşie. Pe lângă aceasta, dacă omul deosebeşte aproape 60 de nuanţe cromatice, din spectrul vizibil, albina deosebeşte perfect numai câteva culori: albă, galbenă, albastră, albaştră-violetă… ultravioletă. Multe dintre florile roşii sunt de fapt purpurii, culoare pe care ochiul albinei o distinge foarte bine. În schimb, s-a observat că în Africa şi America există multe plante cu flori de culoare roşie vie, care sunt însă polenizate de minusculele păsări colibri, ai căror ochi disting perfect roşul. S-ar părea că albinele fac o excepţie cu florile de mac şi de bujori, de culoare roşie, pe care totuşi le vizitează; aceasta, pentru că florile de mac, reflectând razele soarelui, prezintă o culoare ultravioletă, pe care ochiul albinei o distinge de la distanţă.
În activitatea lor, albinele se orientează şi după forma obiectelor sau florilor. Din cercetări a reieşit că albinele pot percepe anumite forme şi îndeosebi pe cele care prezintă tăieturi dantelate. Perceperea formelor are loc în limite mai restrânse decât la om, fapt care poate fi pus în legătură cu construcţia optică diferită a ochiului.