聽覺系統
中耳结构包括鼓膜、鼓室和听小骨。外耳道傳送的聲波會碰擊到耳膜或鼓膜。這些波訊息通過一系列幼細的听小骨，即錘骨(錘)、砧骨(砧)和鐙骨(鐙)，在充滿空氣的鼓室中傳送。這些小骨扮演著槓桿和電報交換器的角色，把低壓的鼓膜聲音振動轉換成高壓聲音振動在另一個，更小的薄膜叫卵圓窗。更高的壓力是必要的，因為在卵圓窗之外的內耳包含的是分泌液而不是空氣。經過聽骨鏈的聲音並非平均地被放大。中耳肌肉的聽覺反射幫助保護內耳免受損傷。中耳仍然以波形式包含聲音資訊，然後聲音資訊會在耳蝸被轉換成神經衝動。 內耳的核心结构是骨迷路，其中包含耳蝸和前庭系统，其中后者负责平衡觉、不参与听觉。耳蝸由三個充滿淋巴液的空腔組成，基底膜隔开了其中兩个空腔。其中一个空腔叫，包含內淋巴以及柯蒂氏器，后者形成一緞知覺上皮（sensory epithelium），它縱長向下整個耳蝸。耳蜗内部的液体由于压力振动可产生波动，柯蒂氏器内的毛細胞可把液体波动變換成神經信號，而听神經行程的第一步就在這裡開始。
人工耳蜗
人工耳蜗的工作是基于耳蜗的频率拓扑（Tonotopy）性质。所谓频率拓扑，就是耳蜗的不同部分与不同声音频率的一种规则的对应关系。在正常的听觉系统中，声音的机械震动通过外耳和中耳之后，在耳蜗内部的液体管道内形成一个行波。行波在耳蜗的各处与基底膜（Basilar membrane）发生共振。根据频率的不同，此共振的最大幅度产生在基底膜的不同部位。高频的声音在基底膜靠近底端（即靠近圆窗）的部位产生最大共振幅度，低频的声音的最大共振幅度则产生在基底膜靠近顶端（即远离圆窗）的部位。基底膜的振动带动毛细胞纤毛的振动，产生毛细胞的感受器电位，进而产生听神经的动作电位发放。所以听神经继承了耳蜗的频率拓扑性质。频率拓扑是听觉系统将声音分解成为不同频率成分的一种手段。脑的中枢听觉系统能够根据听神经中不同神经纤维的发放情况判断基底膜的振动情况，进而推断声音的频率成分。