聲音在耳內經傳導加工，刺激了內耳的感受裝置，從而被轉換成聽神經上的神經沖動，沿第8對腦神經傳至中樞神經系統，在大腦皮層聽區所引起的反應。
聲音刺激、聽力和聽閾 聲音是由于發音體的機械振動而引起，此振動引起鄰近空氣壓力變化，此種變化用波的形式向前推進，即為聲波。各種發音體所產生的聲波各有其特殊的頻率、振幅和波形。聲波的頻率以每秒振動次數，即次/秒或赫茲（Hz）表示。在強度適合時，人類能聽到的頻率范圍為每秒 16～20000次，低于或高于此范圍的聲波都聽不到。在可聽到的頻率范圍內，不同的頻率給人的音感不同：頻率高的聲音感到音調高，低的則音調低。聲波的振幅由聲音的強度決定，振幅大則音強，振幅小則音弱。對強弱不同的聲音，感覺到的響度不同，對強音感到響，對弱音感到輕。產生感覺所必須的最低的聲音強度稱為聽閾（threshold of audibility）。聽閾隨頻率而不同。正常人在聲音頻率為每秒1000～3000次時聽閾最低，聽覺最靈敏。隨著音頻的增高或降低，聽閾都會升高。在音頻為每秒100次或10000次時，閾強度將比在每秒3000次時大1000倍。聽閾與年齡也有關系，如老年人對高音的聽覺就不太靈敏。聽力一方面看聽閾（即靈敏度），另一方面還要看人們所能忍受的最大強度，即最大可聽閾，超過此強度的聲音就要引起痛覺。音感除了音調和響度，還有音色的區別。音色主要決定于聲波的形狀。一般情況下由聲源發出的聲音（如語音等）多數為復音，即包括一個頻率最低、振幅最大的基音和頻率與此主頻率成簡單整數倍的諧音。由于諧音的頻率和振幅不同，構成了不同樂器不同的音色。
聲音的傳遞 聲波由外耳道空氣傳至鼓膜。鼓膜即隨聲波而起振動，其反應幾乎完全和刺激同起止。空氣的波動停止時，鼓膜的振動也立即停止。此外由于鼓膜的斗笠形狀使周圍部分的振動傳到頂端（鼓膜臍）時，振幅減小而力量加強。頂端振動的振幅減小，對中耳和內耳起了保護作用；而力量加強則有利于推動聽小骨的傳遞。鼓膜的振動首先傳到銜接于鼓膜臍部的錘骨柄，錘骨的旋轉帶動砧骨，砧骨的長突又推動鐙骨，鐙骨底板正嵌在內耳卵圓窗（前庭窗）上，從而振動了內耳中的液體。聽小骨這種成串的杠桿動作使鐙骨底板處的力要比鼓膜凸起處的放大1.3倍。又由于鼓膜和卵圓窗兩者的面積比約為16∶1，于是，總的振動力可增益20倍左右。聲波的能量即如此有效地由氣體轉移到內耳的液體。由于內耳為一封閉小室，當前庭階起點處的卵圓窗內移時，鼓階末端的正圓窗（蝸窗）就向外凸出，聲音的壓力波就這樣穿過內耳液，使內耳產生位移。
耳蝸對聲音的初步分析 耳蝸能對聲音的頻率進行初步分析，有大量事實表明耳蝸是音頻分析器，對不同音調的分辨與耳蝸的一定部位有關。耳蝸底部感受高音調，耳蝸頂部感受低音調，中等音調的感受則與耳蝸中部有關。
聽覺的位置學說（Placetheory）關于聽覺器官如何對聲音進行分析的問題，有許多假說，而以位置學說受到多數人的贊同。位置學說的基本觀點認為：不同音調引起耳蝸基底膜不同部分的振動，音頻分析首先決定于基底膜的振動位置。位置學說中又以共振學說（resonancetheory）提出最早和流行最為廣泛。黑爾姆霍茲（H.vonHelmholtz）于1867年首次提出共振學說，他把耳蝸基底膜視為對不同頻率聲波的共振元件。這些元件選擇性地對一定頻率的聲波發生共振。近蝸底的橫纖維短，與高頻音共振；近蝸頂的橫纖維長，與低頻音共振。哪一部分基底膜共振，哪里的毛細胞就興奮，聲音就由此轉為神經沖動，經聽神經傳入中樞，引起音調的感覺。根據共振學說，每秒16～20000次的聲波就認為是由基底膜上大約24000條橫纖維分別予以共振而得到初步分析。共振學說在實驗及臨床上也得到證明，如蝸底受傷，則高音感受發生障礙；蝸頂受損，則低音感受消失。至20世紀40年代，橫纖維的共振現象因一些實驗事實而受到懷疑。貝克西（Be'ke'sy，1951）對剛死的人的尸體的耳蝸進行了直接觀察，未發現基底膜的橫向纖維有足夠產生共振的張力。因此認為，將基底膜的橫向纖維視為共振元件是不正確的。他采用人工方法代替鐙骨以不同頻率振動卵圓窗時，有一大段基底膜以行波的方式隨之振動。振動從蝸底開始，逐漸向蝸頂推進，其幅度也隨之逐漸加大，直到基底膜的某一部位，振幅達到最大值時，振動即停止前進而逐漸消失。就像人在抖動一條綢帶時，有行波沿綢帶向遠端傳播一樣，對不同的頻率的聲波刺激，基底膜最大振幅所在部位也不同。聲波頻率越低，最大振幅所在部位越靠近蝸頂；聲波頻率越高，其最大振幅所在部位越靠近蝸底鐙骨底板。因此認為頻率的分析決定于基底膜行波的最大振幅所在部位，這就是聽覺的行波學說（traveling wave theory）。行波學說為位置學說的一個流派，也可說是共振學說的發展，目前已為大多數學者所公認。