耳蜗是内耳的一个卷曲结构，它包含毛细胞，毛细胞是听觉系统的感觉受体。声波通过附着在鼓膜上的小骨（称为听骨）传递到耳蜗，听骨震动通向内耳的椭圆形窗口。这导致耳蜗腔中的液体移动，振动基底膜。

基底膜从耳蜗近卵圆窗的底端延伸到耳蜗顶端。尽管耳蜗本身向心尖部变窄，但基底膜却有相反的几何结构—朝向顶端变得更宽更灵活。

主要由于这些物理特性，基底膜的顶端末端在暴露于低频声音时最大振动，而较窄、较硬的基座在暴露于高频时最大振动。这种频率响应梯度在耳蜗中形成了音调的地形图。

毛细胞受到下面基底膜相对于上面更坚硬的顶盖膜的振动所产生的剪切力的刺激。由于基底膜的音调，毛发细胞最大程度地受到不同频率的刺激，这取决于它们在耳蜗的位置。底端对高频响应最好，顶端对低频响应最好。因此，它们的突触后细胞，即听觉神经细胞，具有相同的紧张反应模式。

这种张力觉在整个听觉通路中都保持着，来自耳蜗不同区域的信息以有组织的、平行的路径通过大脑。最终，初级听觉皮层包含从耳蜗底端到顶端输入的"地图"。在这张图中受到刺激的神经元与所听到的频率相关，有助于音调辨别。

因此，耳蜗在声音信息向神经信号的传递和音高的初始编码中起着至关重要的作用。