Kolem baze jemných kožních chloupků jsou nahromaděna volná nervová zakončení, která reagují na jakékoliv podráždění chlupu.Tyto hmatové receptory nejsou příliš dokonalé a při delším dráždění chlupu brzy přestanou vysílat signály. Receptory, které se ve větším počtu nacházejí v místech, kde je kůže bez chloupků, například na konečcích prstů nebo na rtech, jsou uspořádány do drobounkých terčíků. Protože jsou nervová vlákna uložena uvnitř terčíků, odpovídají pomaleji na tlak a vysílají stále signály, když tlak trvá. Jiné strukturálně složitější receptory jsou tvořeny mnoha membránami zabalenými kolem nervového zakončení jako slupky cibule a reagují na déle trvající tlak. Navíc všechny receptory ovlivňuje ve vysílání jejich signálů do nervového systému teplota prostředí, při které jsou v činnosti. Toto vysvětluje, proč bývá vnímání dotyku v chladném prostředí narušeno.
Některá vlákna dopravují hmatové vjemy do míchy a dále bez zastávky přímo do mozkového kmene. Taková vlákna vedou většinou tlakové vjemy, obzvláště vjem tlaku z určitého místa. Tato vlákna potřebují poslat své vjemy přímo do vyšších center mozku, tak aby tento dobře lokalizovaný vjem mohl být vyhodnocen, aniž by byl zkreslen analýzou v míše. Jiná nervová vlákna, která přinášejí informace ze širšího okolí místa dotyku, vstupují do šedé hmoty míšní, a tam se setkávají se sítí buněk, které provedou počáteční analýzu těchto informací. Ve stejné oblasti šedé hmoty míšní jsou zpracovány i zprávy z receptorů bolesti umístěných v kůži i jinde, takže je zde možné sloučit vjemy z receptorů dotyku i bolesti, a filtrovat tak vjemy odesílané z míchy centrálně do mozku. Šedá hmota míšní tedy funguje jako brána, která může zabránit předávání nevýznamných vjemů do mozku.
Rozdělení dotykových drah do mozku do dvou proudů – jeden z nich jde téměř přímo do mozkového kmene a druhý, který je nejprve analyzován buňkami v míše – umožňuje zachování jemného rozlišovacího hlediska pohmatových vjemů. Můžeme proto odhadnout přesně velikost tlaku při dotyku a přesnou lokalizaci dotyku, ale jestliže je tlak příliš veliký nebo příliš ostrý, analýza bolesti začne probíhat přes míšní spoje.
Dotykové vjemy z kůže, ať už přicházejí přímější cestou nebo po analýze v míše, končí někdy v mozku v tzv. talamu (struktura mezimozku obsahující jádra šedé mozkové hmoty), kde je část informací z různých kožních receptorů shromážďována a koordinována. Z talamu jsou syrová data předána do mozkové kůry v přední části temenních laloků. Tato primární smyslová oblast mozkové kůry zpracuje informaci před jejím předáním do sekundární a terciální smyslové oblasti. V těchto dalších oblastech je vytvořen úplný obraz o místě, typu a významu dotykových vjemů, které cítíme. Je porovnán se vzpomínkami na předchozí vjemy a také se signály přicházejícími z uší a očí. Neméně důležitá je koordinace s informacemi o poloze našeho těla, protože nám to pomůže určit velikost a tvar předmětů a rozlišit jeden předmět od druhého.