ทฤษฎีความถี่พยายามอธิบายว่าสมองประสบกับคลื่นเสียงอย่างไร ในขณะที่ทฤษฎีความถี่เป็นส่วนใหญ่เป็นทฤษฎีทางสรีรวิทยาที่พยายามอธิบายว่าโครงสร้างทางกายวิภาคของหูมีความสำคัญต่อการได้ยินอย่างไรนอกจากนี้ยังเป็นทฤษฎีทางจิตวิทยาที่สำรวจว่าเสียงมีประสบการณ์ทางจิตใจอย่างไร
ก่อนที่จะเข้าใจทฤษฎีความถี่ได้อย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องมีคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างทางสรีรวิทยาของหู หูชั้นนอกถูกเก็บเสียงซึ่งประกอบด้วยใบหูและช่องหูภายนอก ในขั้นตอนนี้เสียงเป็นสัญญาณเสียง การแยกหูชั้นนอกและหูชั้นกลางออกมาคือเยื่อแก้วหูหรือแก้วหู เมื่อสัญญาณเสียงเข้าสู่หูชั้นกลางสัญญาณอะคูสติกจะกลายเป็นกลไกเนื่องจากการโยกของโซ่ ossicular ซึ่งส่งสัญญาณและเพิ่มกำไรของสัญญาณประมาณ 22 เดซิเบล (dB) ไปที่หูชั้นในซึ่งเสียงจะดังขึ้น ใส่โพรงที่เต็มไปด้วยของเหลวที่เรียกว่าโคเคลีย
โคเคลียนั้นอยู่ในหูชั้นในและประกอบไปด้วยสามห้องที่เต็มไปด้วยของเหลว ได้แก่ สคาลาไทมปานี, สคาลาเวซาบิเล่, และสคาลามีเดีย สื่อสกาล่ามีอวัยวะของคอร์ติหรือที่รู้จักกันในนามของอวัยวะการได้ยิน อวัยวะของคอร์ติเป็นที่ตั้งของเซลล์ขนที่รู้สึกตื่นเต้นเมื่อสัญญาณเข้าสู่โคเคลียซึ่งตอนนี้เป็นสัญญาณไฮดรอลิกและแทนที่ของเหลว เมื่อของเหลวถูกแทนที่มันจะกระตุ้นเซลล์ขนซึ่งทำให้พวกเขาเปลี่ยนสัญญาณไฮดรอลิกเป็นสัญญาณเชิงกล สิ่งนี้ทำให้ประสาทหูดับเพลิงโดยส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังระบบการได้ยินของสมองซึ่งสมองได้รับประสบการณ์เป็นเสียง
ทฤษฎีความถี่ระบุว่าระดับเสียงถูกเข้ารหัสด้วยความถี่ของการปลดปล่อยในเส้นใยหูหลัก basilar พังผืดเคลื่อนขึ้นและลงเนื่องจากการกระจัดของ perilymph และของเหลว endolymph ในโคเคลียเกิดจากคลื่นไซน์แต่ละ การเคลื่อนไหวของเยื่อหุ้มเซลล์ทำให้เซลล์ขนในโคเคลียรู้สึกตื่นเต้น เส้นประสาทแต่ละเส้นมีความสัมพันธ์กับความถี่ที่เฉพาะเจาะจง เมื่อคลื่นจำเพาะนั้นเข้าสู่โคเคลียความถี่และความรุนแรงของมันจะไวต่อเส้นประสาทจำเพาะและทำให้เส้นประสาทนั้นยิง เส้นประสาทไม่สามารถส่งข้อความอื่นจนกว่าข้อความจะถูกส่งและเส้นประสาทจะฟื้นขึ้นมา ใยประสาทแต่ละเส้นในเส้นประสาทหูจะส่งข้อมูลไปยังเยื่อหุ้มสมองหูซึ่งจะรวบรวมข้อมูลและรวมเข้าด้วยกันเพื่อรับรู้และตีความสัญญาณหู
ทฤษฎีความถี่ในแง่ง่ายมากอธิบายว่าสมองของมนุษย์โดยทั่วไปประสบการณ์ระบบการเป็นตัวแทนของการได้ยิน ทฤษฎีความถี่ในสาระสำคัญอ้างว่ามนุษย์ไม่ได้สัมผัสกับคลื่นเสียงด้วยตัวเอง แต่เป็นการสั่นสะเทือนของเส้นประสาทการได้ยินความถี่ที่เหมือนกันกับความถี่ของคลื่นเสียงที่เข้ามาในหู
