Unter dem Geschmackssinn (auch Gustatorik, Schmecken oder gustatorische Wahrnehmung) versteht man die chemischen Sinnesreize, durch die ein großer Teil des Sinneseindrucks Geschmack vermittelt wird.

Die Rezeptoren für die Geschmacksqualitäten sind beim Menschen auf den so genannten Geschmackspapillen angesiedelt, welche annähernd gleichmäßig über die Oberseite der Zunge verteilt sind. Nach ihrer Form unterscheidet man zwischen Wallpapillen, Blätterpapillen, Faden- und Pilzpapillen, wobei Fadenpapillen keine Geschmacksknospen enthalten. Sie dienen der Beurteilung mechanischer Eigenschaften der aufgenommenen Lebensmittel. Der Mensch verfügt über etwa 2.000 Papillen, die jeweils fünf bis zehn Geschmacksknospen tragen. Diese wiederum enthalten 40-60 Sinneszellen. Auch der weiche Gaumen, Bereiche der hinteren Gaumenwand sowie Teile des Kehlkopfs besitzen bei ihm eine gewisse Geschmacksempfindlichkeit. Säuglinge und Kleinkinder haben außerdem noch Sinneszellen auf dem harten Gaumen, in der Zungenmitte sowie in der Lippen- und Wangenschleimhaut. Im Alter sinkt die Zahl der Geschmacksknospen auf bis zu 700.

Traditionell wird davon ausgegangen, dass der Mensch vier Geschmacksrichtungen unterscheiden kann. Nach der Entdeckung des Rezeptors für umami kam eine fünfte hinzu. Neuere Forschungsergebnisse lassen auf einen sechsten Sinn für Fett schließen. Der zuständige Rezeptor reagiert auf Fettsäuren.

Die Wissenschaft unterscheidet fünf Grundqualitäten:

1. süß, ausgelöst durch Kohlenhydrate oder Süßstoffe
2. salzig, ausgelöst durch mineralische Verbindungen, wie Speisesalz
3. sauer, ausgelöst durch niedrige pH-Werte, wie Säuren
4. bitter ausgelöst durch Bitterstoffe
5. umami (fleischig, herzhaft) ausgelöst durch Glutaminsäure

Umami wurde in der westlichen Kultur erst Anfang des 20. Jahrhunderts identifiziert und soll besonders eiweißreiche Nahrungsmittel anzeigen (Aminosäuren). Der Geschmacksverstärker Mononatriumglutamat vermittelt den umami-Geschmack sehr konzentriert.

Ein Team aus französischen und US-amerikanischen Wissenschaftlern entdeckte Ende 2005 einen weiteren Geschmackssensor für Fett: es handelt sich um das Glycoprotein CD36, das auf der Zunge in unmittelbarer Nähe der Geschmacksknospen lokalisiert ist. Bisher war es strittig, ob es eine sechste Grundqualität, ausgelöst durch Speisefett gibt. Allgemein wurde angenommen, dass die Vorliebe für fetthaltige Speisen allein von deren Geruch und Konsistenz herrührt. Um die Frage nach einem möglichen weiteren Grundgeschmack für Fett zu klären, führten die Forscher Experimente mit normalen Mäusen (= Wildtyp) und mit gentechnisch veränderten Mäusen ohne den CD36-Rezeptor durch. Den Mäusen wurde die Wahl zwischen zwei Futterangeboten gelassen, von denen eines Fett enthielt und das andere lediglich eine Substanz, die die Konsistenz des Fetts nachahmte. Es zeigte sich, dass die normalen Mäuse mit CD36 eine starke Vorliebe für das fettige Futter hatten, nicht aber die genetisch veränderten Mäuse ohne CD36. Darüberhinaus reagierten nur die gewöhnlichen Mäuse auf fetthaltige Nahrung mit der Produktion von fettspezifischen Verdauungssäften. Aus Letzterem lässt sich schließen, dass der CD36-Rezeptor auch eine Rolle bei der Vorbereitung der Verdauung von Fetten spielt.

Daneben werden immer wieder neue Geschmacksqualitäten diskutiert, wie alkalisch, metallisch und wasserartig.

Eine wesentliche Rolle für komplexe Geschmackseindrücke spielt der Geruchssinn, der für alle anderen „Geschmackseindrücke" verantwortlich ist. Deutlich wird dies bei schweren Erkältungen, wenn man mit verstopfter Nase keine Geschmackseindrücke jenseits der Grundkategorien mehr wahrnimmt. Auch gibt es bei vielen Tierarten keine Trennung zwischen Geschmacks- und Geruchswahrnehmung.

„Scharf" wird zwar als Geschmacksempfindung qualifiziert, ist aber genau genommen ein Schmerzsignal der Nerven bei Speisen, die beispielsweise mit Chili gewürzt sind, dann hervorgerufen durch das Alkaloid Capsaicin.

Die Annahme, dass einzelne Rezeptorzellen für einzelne Geschmacksrichtungen zuständig sind, gilt heute als überholt. Auch die oft noch anzutreffende Kartierung der Zunge in unterschiedliche Bereiche für süß, bitter etc. ist so nicht mehr haltbar. Stattdessen wird heute eher von einem Geschmackskontinuum ausgegangen. Dabei stützen sich die Befürworter auf die Erkenntnis, dass die bisher bekannten Rezeptorzellen stets für mehr als nur eine Geschmacksrichtung zuständig sind. Auch eine kulturell unterschiedliche Herausbildung des Geschmacks wird diskutiert. Die Geschmacksknospen für die einzelnen Geschmacksrichtungen sind relativ gleichmäßig über den Randbereich der Zunge verteilt. In der Zungenmitte befinden sich meistens nur bei Kleinkindern entsprechende Rezeptorzellen. Die Geschmacksrichtung bitter wird im hinteren Teil der Zunge etwas besser wahrgenommen, sauer hingegen an den Seiten der Zunge.

Gustatorische Sinneszellen sprechen nicht ausschließlich auf eine Grundgeschmacksart an, sondern in der Regel auf mehrere, jedoch in unterschiedlicher Intensität. Von Zelle zu Zelle ergeben sich unterschiedliche Reaktionsspektren. Die gustatorischen Signale werden im Thalamus vorverarbeitet und in Integration mit taktilen, thermischen und olfaktorischen Informationen in einer relativ unspezifischen Kortexregion verarbeitet. Bei der Wahrnehmung des Geschmacks ist zwischen zwei Typen zu unterscheiden: den Ionenkanälen, über welche die Geschmacksrichtungen sauer und salzig empfunden werden, sowie den Rezeptorzellen für bitter und süß. Bei der Empfindlichkeit ist bitter wesentlich intensiver ausgeprägt, der Geschmack wird um das 100.000-fache besser wahrgenommen als süß. Für den Süßgeschmack ist bislang nur ein Rezeptortyp bekannt, bei bitter sind es 25 verschiedene.

Die Komplexität der gustatorischen Wahrnehmung wird durch ein kombinatorisches System von Repräsentationen im Gehirn erreicht, das eine detaillierte Analyse der Feinheiten eines Sinneseindrucks erlaubt. Dieses System unseres Nervensystems, die Vektorcodierung, kann als Darstellung in einem Merkmalsraum (bei sechs Grundgeschmacksarten ein sechsdimensionaler Raum) begriffen werden. Ein bestimmter Geschmack wird in diesem Raum durch ein Aktivierungsmuster aller sechs Rezeptortypen repräsentiert. Könnte die Zunge pro Grundgeschmack nur 10 Intensitätsstufen unterscheiden, so betrüge die Gesamtzahl an unterscheidbaren Aktivierungsmustern doch 1.000.000. Mit nur sechs verschiedenen Rezeptortypen könnte man also 1.000.000 unterschiedliche Geschmacksrichtungen differenzieren. Aus einfachen Grundlagen erwächst kombinatorisch so eine gigantische Vielzahl an Unterscheidungs- und Wahrnehmungsmöglichkeiten.