เมื่อเสียงเข้าสู่หูมันจะถูกประมวลผลโดยองค์ประกอบทางกายภาพของหูชั้นกลางและชั้นในและจากศูนย์การได้ยินของสมอง การรับรู้เกี่ยวกับระดับเสียงนั้นได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการรวมถึงลักษณะของการประมวลผลเสียงในร่างกาย การเข้ารหัสประสาทในสมองมีผลต่อวิธีที่มนุษย์ได้ยินเสียง การมีหลายเสียงการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงหรือความถี่ของพัลส์เสียงสามารถส่งผลกระทบต่อการรับรู้ระดับเสียง ทฤษฎีที่พยายามกำหนดการรับรู้สนามรวมถึงทฤษฎีสถานที่และทฤษฎีทางโลก
เสียงเข้าสู่หูและถูกประมวลผลครั้งแรกโดยกลองหูหรือเยื่อแก้วหู จากนั้นแปลเป็นการเคลื่อนไหวของกระดูกเล็ก ๆ สามชิ้นก่อนที่จะผ่านเข้าไปในโคเคลียอวัยวะที่อยู่ในหูชั้นในที่มีเซลล์ขนที่เคลื่อนไหวด้วยคลื่นเสียง การเคลื่อนไหวของเส้นขนแปลเป็นสัญญาณที่ส่งผ่านเข้าไปในเส้นประสาทหู ความถี่ที่แตกต่างกันเกิดขึ้นจากส่วนต่าง ๆ ของ basilar membrane ภายในโคเคลียตามที่อธิบายไว้โดยทฤษฎีสถานที่ ทฤษฎีนี้ยังอธิบายถึงวิธีการที่ฮาร์โมนิกระดับสูงใกล้เคียงกันนั้นไม่ได้รับการแยกออกจากกัน
นักทฤษฎียังคาดการณ์ว่าเสียงถูกรับรู้ในความสัมพันธ์กับเวลาหรือที่เรียกว่าทฤษฎีทางโลก ไฟของเซลล์ประสาททำหน้าที่เป็นระยะ ๆ แต่ยังทำหน้าที่วิเคราะห์ความถี่ การรวมกันของทั้งสองทฤษฎีช่วยในการวิจัยธรรมชาติของการรับรู้เสียงในมนุษย์ กิจกรรมของระบบประสาทในเยื่อหุ้มสมองหูมีผลอย่างลึกซึ้งต่อการรับรู้ระดับเสียงด้วยการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงที่กระตุ้นพื้นที่ในซีกขวา ปัญหาในพื้นที่ขมับขวาของสมองบางครั้งส่งผลกระทบต่อวิธีที่ใครบางคนสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงระดับเสียง
การไร้ความสามารถในการเข้าใจการเปลี่ยนระดับเสียงเป็นส่วนหนึ่งของการเป็นคนหูหนวก เมื่อท่วงทำนองถูกย้ายไปยังกุญแจที่แตกต่างกันระยะห่างสัมพัทธ์ของแต่ละโน้ตจะถูกรับรู้โดยทั่วไป ความเข้มของเสียงยังมีผลต่อการรับรู้ระดับเสียง การเพิ่มความเข้มของเสียงความถี่สูงจะทำให้เสียงเหมือนระดับเสียงสูงขึ้น การเพิ่มความเข้มของเสียงความถี่ต่ำทำให้เสียงเหมือนระดับเสียงต่ำลง
เสียงที่เต้นหรือค้ำจุนยังมีระดับเสียงที่แตกต่างกัน เมื่อเปรียบเทียบกับพัลส์แบบคงที่พัลส์เสียงที่มีแอมพลิจูดลดลงดูเหมือนจะมีระดับเสียงที่สูงขึ้น เสียงและเสียงที่ได้ยินในโทนหนึ่งสามารถเปลี่ยนระดับเสียงได้เช่นกัน การรับรู้ระดับเสียงจึงได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายในและภายนอก เสียงที่ยังคงอยู่ในระดับเสียงคงที่บางครั้งดูเหมือนว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงตามที่หูมนุษย์ได้ยิน
