Jako drapieżniki polujące na małe zwierzęta głównie w nocy, koty zostały odpowiednio wyposażone przez naturę. Ich narządy zmysłów są znacznie bardziej czułe niż ludzkie. Dotyczy to przede wszystkim ich pełnych wyrazu wielkich żółtawych, zielonych, pomarańczowych bądź niebieskich oczu, którymi tak jak my widzą przestrzennie. Nawet słabe promienie świetlne po przeniknięciu siatkówki są w oku kota odbijane przez specjalne „lustro” (tapetum lucidum) umieszczone za siatkówką, składające się z około 15 warstw połyskliwych komórek. Docierają do receptorów tj. czopków i pręcików dwukrotnie, poprawiając widzenie w nocy. Oczy większości kotów emitują wówczas żółtozielone błyski, niebieskookich osobników – czerwone. Te świecące nocą oczy przerażały niegdyś ludzi, co niewątpliwie przyczyniło się do złej sławy kota jako „zwierzęcia szatana”.
Koty widzą wyraźnie już przy 1/6 ilości światła potrzebnego człowiekowi. Jednak w całkowitej ciemności nawet koty nie widzą nic. W przeciwieństwie do wielu innych zwierząt nocnych, kot jest aktywny również w dzień. Jego wrażliwe oczy muszą więc być chronione przed nadmiarem światła. Źrenica kota w ciemności rozszerza się, by wpuścić maksimum światła robi się wówczas okrągła. Przy jasnym świetle słonecznym zaś zwęża się, pozostawiając w tęczówce jedynie wąską szczelinę. Koty posiadają tzw. trzecią powiekę, nazywaną też migotką lub błoną mrużną, chroniącą oko przed kurzem i brudem, odpowiedzialną również za „gospodarkę łzową”. Jest to niebieskawa błona, widoczna tylko wtedy, gdy kot jest bardzo zmęczony lub chory.
Aż do połowy XX w. uważano koty za daltonistów. Udoskonalone metody badań wykazały jednak, że rozróżniają one nie tylko odcienie szarości, ale także niektóre barwy. Nie ma to dla nich jednak tak wielkiego znaczenia jak dla nas – nic dziwnego: zwierzęta, na które polują, są raczej jednobarwne, a przez to mało widoczne w ich środowisku. W ciemności zaś, kiedy najczęściej polują, widzenie barw jest i tak ograniczone.
W tej sytuacji ważniejszym zmysłem jest słuch – o wiele lepszy niż u psów. Każdym uchem porusza ponad dwadzieścia mięśni (u człowieka po sześć), mogą więc one wychwycić nawet najlżejszy szelest, dobiegający z dowolnego kierunku. Bezbłędnie rejestrują zarówno piski myszy, jak i skradającego się psa. Z daleka rozpoznają właściciela po chodzie, a nawet po odgłosie silnika samochodu! Potrafią z dużą dokładnością rozróżnić i zlokalizować dwa źródła dźwięku znajdujące się w niewielkiej od siebie odległości, a także reagują na niesłyszalne dla człowieka ultradźwięki.
Prawdopodobnie koty potrafią też za pomocą włosów czuciowych znajdujących się nad przegubem wyczuć nawet najsłabsze drgania podłoża, spowodowane na przykład szurgotaniem myszy za ścianą.
Często słyszymy o niezwykłym zmyśle orientacji kotów. Potrafią znaleźć drogę do domu z miejsca oddalonego o wiele kilometrów, w zupełnie nie znanym terenie. Niewątpliwie niektóre z tych historii są przesadzone, nie ulega jednak wątpliwości, że koty znakomicie umieją wykorzystać swe zmysły – węch i słuch, a także nie poznany do końca „wewnętrzny kompas”, pozwalający im wyczuwać pole magnetyczne Ziemi. Być może uda się też wyjaśnić ich zachowanie przed trzęsieniem ziemi, pożarem czy bombardowaniem, kiedy to ostrzegają przed nadchodzącym nieszczęściem. Reagują bowiem nawet na nieznaczne drgania skorupy ziemskiej, słaby zapach dymu czy nadlatujące bombowce.
Doskonale rozwinięty jest też koci „zmysł czasu”, wewnętrzny zegar. Wiele kotów budzi swych właścicieli każdego ranka o tej samej porze, wydaje się też, że swój rewir dzielą z innymi kotami tak, by każdy korzystał z niego tylko w określonym czasie.