Der Geruchssinn ist zweifelsohne das wichtigste Sinnesorgan des Hundes. Spuren liegen als Gerüche so offen vor dem Hund wie Fussabdrücke im feuchten Sand für den Menschen. Der Hund verfügt über ein unvorstellbar feines Riechvermögen. Er kann bei intensivem Gebrauch seiner Nase bis zu 300 Mal in der Minute atmen. Der Geruch, der mit der eingeatmeten Luft durch die Nasenlöcher nach innen in die Nasenhöhle transportiert wird, streift an den Nasenmuscheln (mit Schleimhaut bedeckten Knorpeln) entlang. In der Nasenhöhle wird die Luft einerseits erwärmt und andererseits durch die in der Schleimhaut vorhandenen feuchtigkeitsabsondernden Drüsen befeuchtet, was zur besseren Wahrnehmung des Geruchs führt. Während die Schleimhaut im Naseninnern beim Hund mit ca. 220 Millionen Riechnervenzellen ausgestattet ist, sind es beim Menschen nur etwa deren 5 Millionen. Das eigentliche Riechzentrum liegt beinahe zwischen den Augen, nahe dem Siebbein, von dort verläuft der Riechnerv zum Gehirn.

Zudem besitzt der Hund im Vergleich zum Menschen die Fähigkeit, einzelne Bestandteile von Gerüchen heraus zu filtern. So ist es ihm möglich, beispielsweise Fettsäuren, die biologischer Bestandteil des Hautduftes von Säugetieren sind, wahrzunehmen. Hunde riechen ein Milligramm Buttersäure in einer Milliarde Kubikzentimeter Luft. So gelingt es trainierten Hunden, selbst unter verschiedenen Fussspuren die gleichaltrigen zu finden und ihnen zu folgen.