Schallwellen werden durch die Gehörknöchelchen, die das ovale Fenster vibrieren, auf die Cochlea im Innenohr übertragen, wodurch Flüssigkeit durch die Cochlea gedrückt wird und die Basilarmembran vibriert. Die Basilarmembran ist am basalen Ende schmaler und steifer, an der Seite, die dem ovalen Fenster am nächsten liegt, und am apikalen Ende breiter und flexibler. Infolgedessen vibriert das basale Ende in Reaktion auf hohe Frequenzen maximal, und das apikale Ende vibriert in Reaktion auf niedrige Frequenzen maximal, wodurch eine Tonotopie, eine topografische Karte der Tonhöhe, erzeugt wird. Die Vibration der Basilarmembran erzeugt eine Scherkraft auf die Haarzellen, die sich zwischen ihr und der steiferen Brustmembran befinden, und erzeugt an dieser Stelle ein neuronales Signal auf die Hörnervenzellen. Daher aktivieren hohe Frequenzen Hörnervenzellen am basalen Ende der Cochlea, während niedrige Frequenzen jene am apikalen Ende aktivieren. Diese Tonotopie wird über den Hörweg zum Gehirn aufrechterhalten, wo sie die Tonhöhenunterscheidung unterstützt.