Die Sensoren für den Geschmackssinn befinden sich im Maul, Rachen sowie auf der Hautoberfläche verteilt. Bevor der Hai seine Beute verschlingt, stupst er sie mit der Schnauze an und streift sie. Durch die Geschmackssensoren prüft der Hai die Nahrung vor dem Verschlingen. Auch beim Zubeißen geht die Geschmacksprüfung weiter, diesmal mit den Sensoren (Papillen) im Maul. Wenn die Beute dem Hai nicht schmeckt, wird sie sofort wieder ausgespien. Dies ist auch schon Menschen passiert, die von Haien angegriffen wurden. Das zeigt, dass Menschenfleisch keine gewöhnliche Nahrung für Haie darstellt, viele Haie reagieren sogar ablehnend auf Menschenfleisch. Einige Haiarten jedoch, wie beispielsweise der Tigerhai, verschlingen alles. Interessant ist auch, dass spezielle Lebewesen, wie z.B. eine Seezungenart des Roten Meeres (Moses-Seezunge), den hochempfindlichen Geschmackssinn des Weißspitzen-Marderhais ausnutzen, um nicht verspeist zu werden. Sie sondern einen
giftstoffhaltigen Schleim ab, der auf die Kiemenoberfläche der Haie einwirkt. Aus diesem Grund verwerfen Haie diese Seezungenart, auch wenn sie sehr hungrig sind.

Die Riechgruben an der Schnauze des Hais sind die Stellen mit der höchsten Empfindlichkeit für chemische Reize. Der Geruchssinn des Hais reagiert schon in einer Tausendstelsekunde auf einen Reiz, und dabei kann die Reizstärke im Wasser verschwindend klein sein. In Versuchen werden elektrische Vorgänge untersucht, die durch chemische Reize hervorgerufen werden. Geruchsstoffe, die den Hai anlocken, haben charakteristische Veränderungen in den Geruchsorganen und im vorderen Gehirn zur Folge. Der Hai wittert seine Beute schon aus großer Entfernung, selbst wenn kein anderer Sinnesreiz hinzukommt. Besonders gestaltete Hautfalten am Rand des Hais, die sog. Schneiderschen Falten, kanalisieren das beim Schwimmen einströmende Wasser, so dass die Nasengruben von einem konstanten Wasserstrom durchspült werden. Die Nasenhöhlen sind sehr empfindlich und prüfen ständig das Wasser auf Gerüche hin. In den Nasengruben sind Gewebe gefaltet und zu Reihen angeordnet, in denen die Rezeptorzellen sitzen. Ein fleischiger Lappen quer über die Öffnung der Riechgrube bewirkt, dass das Wasser kanalisiert wird und ein ständiger Wasserstrom durch die Grubefließt.
Die Gehirnbereiche, die für das Geruchsempfinden zuständig sind, sind sehr groß und gut entwickelt. Zum Ausspionieren der Beute bedient sich der Hai zunächst seines Geruchssinns. In Versuchen stellte sich aber heraus, dass manche Haie unterschiedlich auf chemische Stimuli reagieren. Ammenhaie finden den Reizauslöser, indem sie im Zickzack im „Geruchskorridor“ der wachsenden Konzentrationen des Geruchsstoffs entgegen schwimmen.
Zitronenhaie und nahe verwandte Arten reagieren auf chemische Reize, indem sie die stärkste Wasserströmung aufsuchen und sich dieser
Hauptströmung orientieren, bis sie in der Nähe des Reizauslösers sind. Beide Methoden bringen den Hai sicher in die Nähe der Beute.

Eine faszinierende, dem Menschen fremde, Sinnesleistung der Haie bedient sich des elektrischen Stroms und ermöglicht dem Hai, schwache elektrische Felder wahrzunehmen. Solche Signale können von Strömungen, die das Magnetfeld der Erde durchlaufen, verursacht werden, oder auf Beute hindeuten. Haie benutzen den elektrischen Sinn für die Orientierung und bei der Nahrungssuche. Manche Wissenschaftler glauben, dass die Fähigkeit zum Empfang elektrischer Spannungen den Haien beim Navigieren hilft, wenn sie weite Strecken im Ozean zurücklegen und dabei das Magnetfeld der Erde durchkreuzen.
Das Sinnesorgan für elektrische Spannungen liegt in der Schnauze. Es handelt sich um Poren in der Haut, die sog. Lorenzini´schen Ampullen. Die Sinneszellen sind durch gallertartig gefüllte Kanäle untereinander und letztendlich mit der Seitenlinie verbunden. Laborversuche haben erwiesen, dass Haie Feldstärkeschwankungen von kaum 5 Milliardstel Volt pro Quadratzentimeter noch wahrnehmen können. Das ist die höchste Empfindlichkeit auf Elektrizität im gesamten Tierreich.

Entgegen des Glaubens vieler können Haie ausgesprochen gut sehen. Ihr Sehorgan (Pupille, Linse, Netzhaut) hat sich im Laufe der Evolution den
Bedingungen im Ozean angepasst.
Die verschiedenen Haiarten haben, bedingt durch ihre unterschiedlichen Lebensgebiete und anatomischen Verschiedenheiten unterschied-lich geformte Augen. Inaktive, flaches Wasser bewohnende Haie, haben gewöhnlich kleine Augen, was darauf schließen lässt, dass sie sich eher auf andere Wahrnehmungen als auf den Gesichtssinn stützen. Aktivere Jäger der mittleren Gewässer haben größere Augen. Haie, die
sich in tiefen Wassern aufhalten, weisen eine extreme Vergrößerung der Augen auf (z.B. Drescherhai – Alopias vulpinus; die Augen machen ca. ein Fünftel der Kopfgröße aus).
Die Netzhaut der Haie besteht wie die menschliche Netzhaut aus zwei Zelltypen: Stäbchen (Erkennen von Hell und Dunkel) und Zapfen (Erkennen von Farben). Im Augen-hintergrund befindet sich eine Zellschicht (Tapetum lucidum), die das Licht auf die Netzhaut reflektiert, was den Haien auch eine Sicht bei wenig Licht ermöglicht. Damit können sie auch ganz schwache Lichtreize besser wahrnehmen. Anhand der Zahl der vorhandenen Sinneszellen (Zapfen) kann man durch Untersuchung der Netzhaut feststellen, ob der Hai Farben sehen kann (z.B. der große Weiße Hai – Carcharodon carcharias) oder ob er farbenblind ist wie viele andere Haie.
Bei einigen Haien (z.B. Menschenhai – Carcharhinidae, Tigerhai – Galeocerdo cuvier) sind die Augen durch eine bewegliche Membran, die Nickhaut, geschützt. Diese schiebt sich bei Angriffen über das Auge und schützt es vor Beschädigungen.

Die Ohren eines Haies befinden sich an beiden Seiten des Hirnschädels, jedoch sieht man von außen nur eine kleine Pore als Öffnung. Obwohl diese Öffnungen sehr klein sind, können Haie auch leise Geräusche und Wasserbewegungen wahrnehmen und sogar niederfrequente Töne hören, die für das menschliche Ohr unhörbar sind. Das Labyrinthorgan mit seinen drei Bogengängen dient nicht nur dazu, Töne wahrzunehmen, sondern ist auch ein Organ für den Gleichgewichtssinn und das Orientierungs- vermögen. Bei den Haien steht das Ohr über einen Gang, der am Oberkopf nach außen mündet, mit der Außenwelt in Verbindung. Das Gehör ist einfacher ausgebildet als bei Landtieren, denn Hören ist im Wasser leichter als an Land (Wasser leitet den Schall fast fünfmal so schnell wie Luft).
Das Gehör der Haie basiert nicht nur auf den Ohren (Registrierung der Schwingungen unter 1000 Hz), sondern so gesehen gewinnt das Hören auch etwas von der Qualität des Tastsinns. Haie besitzen einen Seitenlinienkanal, der sich an den Körperflanken entlang zieht und sich im Bereich des Kopfes verzweigt. Die Sinnesorgane der Seitenlinie sind Haarzellen, sog. Neuromasten, mit einem zentralen Sinneshaar, das in eine Kuppel eingebettet ist. Diese Haarzellen liegen in Gräben, Gruben oder Kanälen, die zusammen die Seitenlinie bilden, und stehen durch Poren mit dem Wasser in Kontakt. Sie registrieren alle Druck-schwankungen und liefern dem Hai ein „Tastbild“ seiner Umgebung. Mit Hilfe der Haarzellen kann der Hai Hindernisse auf Distanz vorausspüren. Besonders im Kopfbereich liegen weitere Haarzellen in Gruben. Von Art zu Art variieren Verteilung und Anzahl; sie sind jedoch bei freischwimmenden Haien zahlreicher als bei Boden lebenden Formen.

Die Haie haben einen „sechsten Sinn“, eine Art Ferntastsinn. Entlang der Körperflanken bis zum Kopf verläuft bei den Haien das Seitenlinienorgan, wobei sie sich im Kopfbereich verzweigt sich. Haarähnliche Fortsätze, die auf oder nahe an der Körperoberfläche angeordnet sind und meist in Gräben, Gruben oder Kanälen sitzen, bilden die Seitenlinie. Bei Ausübung mechanischen Drucks auf den größten haarartigen Fortsatz, das Klinocilium, wird ein Wechsel des elektrischen Zustands in der Zelle verursacht. Dieser Wechsel wird an das zentrale Nervensystem des Hais weitergeleitet.
Die Haarzellen spüren sowohl die Richtung als auch die Stärke der Bewegung auf. Der Hai benutzt die Reaktionen seiner Haarzellen dazu, Wasserströmungen auszumachen, Schwimmbewegungen zu überwachen oder örtlichen Vibrationen im Wasser zu lokalisieren. Das Seitenliniensystem hat somit für den Hai eine große Bedeutung.