Teorija frekvencije pokušava objasniti kako mozak doživljava zvučne valove. Dok je frekvencijska teorija prvenstveno fiziološka teorija koja nastoji objasniti kako anatomska struktura uha objašnjava sluh, to je također psihološka teorija koja istražuje kako um doživljava zvuk.
Prije nego što se teorija frekvencija može u potpunosti razumjeti, nužan je kratak opis fiziološke strukture uha. Zvuk hvata vanjsko uho koje se sastoji od ušne školjke i vanjskog slušnog kanala. U ovoj fazi, zvuk je zvučni signal. Odvaja vanjsko i srednje uho bubnjić ili bubnjić. Kako akustični signal ulazi u srednje uho, akustični signal postaje mehanički zbog ljuljanja lanca kostiju, koji prenosi signal i povećava pojačanje signala za oko 22 decibela (dB) do unutarnjeg uha, gdje će zvuk ulaze u šupljinu ispunjenu tekućinom, nazvanu pužnica.
Pužnica se nalazi u unutarnjem uhu i sastoji se od tri komore ispunjene tekućinom: scala tympani, scala vesibule i scala media. Scala media sadrži kortijev organ, poznat kao organ sluha. Kortijev organ sadrži stanice dlake koje se pobuđuju kada signal uđe u pužnicu, koja je sada hidraulički signal, i istiskuje tekućinu. Kada se tekućina istisne, ona pobuđuje stanice dlake, što zauzvrat uzrokuje pretvaranje hidrauličkog signala u mehanički signal. To uzrokuje paljenje slušnog živca, šaljući električni signal u slušni sustav mozga, koji mozak doživljava kao zvuk.
Frekvencijska teorija kaže da je visina tona kodirana frekvencijom pražnjenja u primarnom slušnom vlaknu. Bazilarna membrana se pomiče gore-dolje zbog pomaka perilimfe i endolimfne tekućine u pužnici, uzrokovanog svakim pojedinačnim sinusnim valom. Kretanje membrane uzrokuje uzbuđenje stanica dlačica u pužnici. Svaki živac korelira s određenom frekvencijom. Jednom kada taj specifični val uđe u pužnicu, njegova frekvencija i intenzitet su osjetljivi na određeni živac i uzrokuje paljenje tog živca. Živac ne može poslati drugu poruku dok se poruka ne pošalje i živac se ne oporavi. Svako živčano vlakno u slušnom živcu šalje informaciju u slušni korteks gdje sastavlja informacije i spaja ih kako bi percipirali i interpretirali slušni signal.
Teorija frekvencije, pojednostavljenim riječima, objašnjava kako ljudski mozak u osnovi doživljava reprezentacijski sustav sluha. Frekvencijska teorija u biti tvrdi da ljudska bića zapravo ne doživljavaju same zvučne valove, već vibracije na slušnom živcu, čije su frekvencije identične frekvencijama zvučnih valova koji dolaze u uho.