Teori frekuensi mencoba menjelaskan bagaimana otak mengalami gelombang suara. Sementara teori frekuensi terutama merupakan teori fisiologis yang berusaha menjelaskan bagaimana struktur anatomi telinga berperan dalam pendengaran, teori ini juga merupakan teori psikologis yang mengeksplorasi bagaimana suara dialami oleh pikiran.
Sebelum teori frekuensi dapat dipahami sepenuhnya, deskripsi singkat tentang struktur fisiologis telinga diperlukan. Suara ditangkap oleh telinga luar, yang terdiri dari daun telinga dan saluran pendengaran eksternal. Pada tahap ini, suara merupakan sinyal akustik. Pemisah telinga luar dan tengah adalah membran timpani atau gendang telinga. Saat sinyal akustik memasuki telinga tengah, sinyal akustik menjadi mekanis karena gerakan goyang rantai tulang pendengaran, yang mentransmisikan sinyal dan meningkatkan penguatan sinyal sekitar 22 desibel (dB) ke telinga bagian dalam, di mana suara akan terdengar. memasuki rongga berisi cairan yang disebut koklea.
Koklea terletak di telinga bagian dalam dan terdiri dari tiga ruang berisi cairan: skala timpani, skala vesibul, dan skala media. Skala media berisi organ corti, yang dikenal sebagai organ pendengaran. Organ korti menampung sel-sel rambut yang menjadi bersemangat ketika sinyal memasuki koklea, yang sekarang menjadi sinyal hidrolik, dan menggantikan cairan. Ketika cairan dipindahkan, itu menggairahkan sel-sel rambut, yang pada gilirannya menyebabkan mereka mengubah sinyal hidrolik menjadi sinyal mekanis. Hal ini menyebabkan saraf pendengaran menyala, mengirimkan sinyal listrik ke sistem pendengaran otak, yang dialami otak sebagai suara.
Teori frekuensi menyatakan bahwa nada dikodekan oleh frekuensi pelepasan di serat pendengaran primer. Membran basilaris bergerak ke atas dan ke bawah karena perpindahan cairan perilimfe dan endolimfe di koklea, yang disebabkan oleh gelombang sinus masing-masing individu. Pergerakan membran menyebabkan sel-sel rambut di koklea menjadi bersemangat. Setiap saraf berkorelasi dengan frekuensi tertentu. Begitu gelombang tertentu memasuki koklea, frekuensi dan intensitasnya peka terhadap saraf tertentu dan menyebabkan saraf itu menyala. Saraf tidak dapat mengirim pesan lain sampai pesan telah dikirim dan saraf pulih. Setiap serabut saraf di saraf pendengaran mengirimkan informasi ke korteks pendengaran di mana ia mengumpulkan informasi dan menyatukannya untuk memahami dan menafsirkan sinyal pendengaran.
Teori frekuensi, dalam istilah yang lebih sederhana, menjelaskan bagaimana otak manusia pada dasarnya mengalami sistem representasi pendengaran. Teori frekuensi pada dasarnya menyatakan bahwa manusia tidak benar-benar mengalami gelombang suara itu sendiri, melainkan getaran pada saraf pendengaran, yang frekuensinya identik dengan frekuensi gelombang suara yang masuk ke telinga.