Kiedy fala dźwiękowa dociera do ucha, przemieszcza się przez kanał słuchowy i powoduje wibracje błony bębenkowej. Błona bębenkowa przekazuje te wibracje do ucha środkowego, gdzie młotek, kowadełko i strzemiączek wzmacniają dźwięk i przesyłają go do ucha wewnętrznego.
W uchu wewnętrznym fale dźwiękowe dostają się do zwiniętej struktury zwanej ślimakiem, która jest wypełniona płynem. Ślimak jest wyłożony komórkami włoskowatymi, które działają jak receptory dźwięku. Te komórki rzęsate są dostrojone do różnych częstotliwości, przy czym niektóre komórki reagują na niskie częstotliwości, a inne na wysokie.
Kiedy fale dźwiękowe dostają się do ślimaka, powodują wibrację płynu, co z kolei powoduje ruch komórek rzęsatych. Komórki rzęsate następnie przekształcają te wibracje mechaniczne w sygnały elektryczne, które są wysyłane do mózgu przez nerw słuchowy.
Mózg interpretuje częstotliwość fali dźwiękowej na podstawie wzoru sygnałów elektrycznych odbieranych z nerwu słuchowego. Dźwięki o niskich częstotliwościach wytwarzają wolniejszy wzór sygnałów elektrycznych, podczas gdy dźwięki o wysokich częstotliwościach wytwarzają szybszy wzór sygnałów elektrycznych. Umożliwia to mózgowi rozróżnienie dźwięków o niskim i wysokim tonie.
Oprócz częstotliwości mózg wykorzystuje również inne czynniki, takie jak barwa, głośność i czas trwania, aby rozróżnić różne dźwięki.