Bộ phận thụ cảm của cơ quan phân tích thính giác là các tế bào lông xếp thành 3, 4 hàng chen giữa tế bào đệm và tất cả tựa trên màng cơ sở. Màng cơ sở là màng mỏng gồm 24 000 sợi dây liên kết, chăng ngang từ trụ ốc sang thành ốc tai xương, có độ dài, ngắn khác nhau, ngắn nhất ở gần miệng ốc (gần cửa bầu) dài khoảng 0,04mm và dài dần khi tới đỉnh ốc là khoảng 0,5mm.
Tuỳ theo tần số dao động của sóng âm, liên quan đến âm cao hay âm thấp sẽ làm rung mạnh các dây tương ứng trên màng cơ sở và tác động lên các tế bào thụ cảm thính giác ở vùng gần cửa bầu hay xa cửa bầu (gần đỉnh ốc) bị hưng phấn sẽ chuyển giao cho các tế bào thần kinh thính giác truyền về trung khu thính giác nằm ở thuỳ thái dương cho ta những cảm giác tương ứng với âm phát ra từ nguồn âm. Cả tần số và cường độ sóng âm thanh đều được các tế bào thụ cảm thính giác tiếp nhận và chuyển thành xung thần kinh ở các tế bào thần kinh thính giác tương ứng truyền về các vùng phân tích trung ương của thuỳ thái dương để cho ta cảm nhận về những tác động âm.
