Lokalizacija zvuka je sposobnost da se točno odredi izvor i mjesto zvuka, koristeći ulaz iz ušiju, kao i kognitivne procese. Sve životinje koje čuju su sposobne za to u određenoj mjeri, iako su neke u tome bolje od drugih; sove, na primjer, imaju izvrsne sposobnosti lokalizacije zvuka jer se oslanjaju na zvuk kako bi locirali i pratili svoj plijen. Pogreške s lokalizacijom zvuka mogu uzrokovati dezorijentaciju i zbrku.
Kada zvuk uđe u uši, prolazi kroz složeni proces filtriranja. Uho može vratiti informacije u mozak o tome odakle zvukovi otprilike dolaze, kao i podatke o glasnoći i frekvenciji zvuka. Mozak može obraditi te informacije iznimno brzo kako bi pružio ulazne podatke o tome što se događa u okolnom okruženju. Te se reakcije događaju u djelićima sekunde, osiguravajući gotovo u stvarnom vremenu prijenos informacija o buci. Kako se životinje razvijaju, one također uče razlikovati fine detalje; ljudi, na primjer, nauče prepoznati govor u vrlo ranoj dobi.
Evolucijski, lokalizacija zvuka ima niz prednosti. Grabežljivci koriste zvuk, između ostalih osjetila, kako bi pronašli svoj plijen i oslanjaju se na sposobnost preciznog fiksiranja lokacija samo na temelju zvuka kada druga osjetila možda nisu dostupna ili mogu biti ugrožena. Plijenu je potreban izvrstan sluh i istančan osjećaj za lokaciju i udaljenost kako bi mogao izbjeći grabežljivce. Konj koji pase na pašnjaku, na primjer, može čuti zvuk približavanja stopala, odrediti kakva se životinja približava i otkriti odakle životinja dolazi, a sve to bez podizanja kako bi dobio vizualne informacije.
Neurološki, procesi uključeni u lokalizaciju zvuka vrlo su složeni. Ljudi mogu iskusiti razne probleme na putu kada pokušavaju lokalizirati zvukove. Gubitak sluha, čak i djelomično, na jedno uho može odbaciti moždane izračune, vraćajući loše informacije. Isto tako, pogreške u putevima do mozga mogu iskriviti senzorne informacije, a mozak također može skupljati zvučne podatke kada ih obrađuje, vraćajući loše informacije.
Trikovi se mogu igrati s lokalizacijom zvuka kako bi se stvorila iluzija zvukova koji potječu s drugačijeg ili neobičnog mjesta. Ventrilokvizam uključuje natjerati ljude da povjeruju da zvuk dolazi iz usta lutke umjesto njezina rukovatelja, na primjer. Iskrivljeni zvuk dizajniran da zbuni i uravnoteži ljude može se koristiti u zabavama, kazališnim filmovima, pa čak i sobama za ispitivanje, s ciljem da se ljudi osjećaju nemirno i nervozno.