Frekvensteorin försöker förklara hur hjärnan upplever ljudvågor. Medan frekvensteori främst är en fysiologisk teori som försöker förklara hur örats anatomiska struktur står för hörseln, är det också en psykologisk teori som utforskar hur ljud upplevs av sinnet.
Innan frekvensteorin kan förstås fullt ut är en kort beskrivning av örats fysiologiska struktur nödvändig. Ljudet tas upp av det yttre örat, som består av öronen och den yttre hörselgången. I detta skede är ljud en akustisk signal. Separerar ytterörat och mellanörat är trumhinnan eller trumhinnan. När den akustiska signalen kommer in i mellanörat blir den akustiska signalen mekanisk på grund av benkedjans gungande rörelse, som överför signalen och ökar förstärkningen av signalen med cirka 22 decibel (dB) till innerörat, där ljudet kommer att komma in i en vätskefylld hålighet, kallad cochlea.
Snäckan sitter i innerörat och består av tre vätskefyllda kamrar: scala tympani, scala vesibule och scala media. Scala media innehåller corti-organet, känt som hörselorganet. Cortis organ inrymmer hårceller som blir exciterade när signalen kommer in i snäckan, som nu är en hydraulisk signal, och tränger undan vätskan. När vätskan förskjuts exciterar den hårcellerna, vilket i sin tur får dem att omvandla den hydrauliska signalen till en mekanisk signal. Detta får hörselnerven att avfyras och skickar en elektrisk signal till hjärnans hörselsystem, som hjärnan upplever som ljud.
Frekvensteorin säger att tonhöjden kodas av urladdningsfrekvensen i den primära hörselfibern. Basilarmembranet rör sig upp och ner på grund av förskjutningen av perilymfa och endolymfvätskan i snäckan, orsakad av varje enskild sinusvåg. Membranets rörelse gör att hårcellerna i snäckan blir upphetsade. Varje nerv korrelerar med en specifik frekvens. När den specifika vågen väl kommer in i snäckan är dess frekvens och intensitet känslig för en specifik nerv och det får den nerven att avfyras. Nerven kan inte skicka ett annat meddelande förrän meddelandet har skickats och nerven återhämtar sig. Varje nervfiber i hörselnerven skickar informationen till hörselbarken där den samlar informationen och sätter ihop den för att uppfatta och tolka hörselsignalen.
Frekvensteorin, i mer förenklade termer, förklarar hur den mänskliga hjärnan i grunden upplever ett representationssystem för hörsel. Frekvensteorin hävdar i huvudsak att människor faktiskt inte upplever ljudvågor själva, utan snarare vibrationer på hörselnerven, vars frekvenser är identiska med frekvenserna för ljudvågorna som kommer in i örat.