Frekvenčna teorija poskuša razložiti, kako možgani doživljajo zvočne valove. Medtem ko je frekvenčna teorija predvsem fiziološka teorija, ki skuša razložiti, kako anatomska struktura ušesa predstavlja sluh, je tudi psihološka teorija, ki raziskuje, kako zvok doživlja um.
Preden lahko teorijo frekvence v celoti razumemo, je potreben kratek opis fiziološke strukture ušesa. Zvok zajame zunanje uho, ki je sestavljeno iz ušesa in zunanjega sluhovoda. Na tej stopnji je zvok zvočni signal. Zunanje in srednje uho ločujeta bobnič ali bobnič. Ko zvočni signal vstopi v srednje uho, postane zvočni signal mehaničen zaradi zibanja verige koščkov, ki posreduje signal in poveča ojačitev signala za približno 22 decibelov (dB) do notranjega ušesa, kjer bo zvok vstopijo v votlino, napolnjeno s tekočino, imenovano polž.
Polž se nahaja v notranjem ušesu in je sestavljen iz treh komor, napolnjenih s tekočino: scala tympani, scala vesibule in scala media. Scala media vsebuje kortijev organ, znan kot slušni organ. Kortijev organ hrani lasne celice, ki se vzbudijo, ko signal vstopi v polž, ki je zdaj hidravlični signal, in izpodrine tekočino. Ko se tekočina izpodriva, vzbudi lasne celice, kar posledično povzroči, da pretvorijo hidravlični signal v mehanski signal. To povzroči, da se slušni živec sproži in pošlje električni signal v slušni sistem možganov, ki ga možgani doživijo kot zvok.
Frekvenčna teorija pravi, da je višina kodirana s frekvenco izpusta v primarnem slušnem vlaknu. Bazilarna membrana se premika navzgor in navzdol zaradi premika perilimfe in endolimfne tekočine v polžu, ki ga povzroči vsak posamezen sinusni val. Gibanje membrane povzroči, da se lasne celice v polžu vzburijo. Vsak živec je v korelaciji z določeno frekvenco. Ko ta določen val vstopi v polž, sta njegova frekvenca in intenzivnost občutljivi na določen živec in povzroči, da se ta živec vname. Živec ne more poslati drugega sporočila, dokler sporočilo ni poslano in se živec ne opomore. Vsako živčno vlakno v slušnem živcu pošlje informacijo v slušno skorjo, kjer zbere informacije in jih združi, da zazna in interpretira slušni signal.
Frekvenčna teorija, bolj poenostavljeno, pojasnjuje, kako človeški možgani v bistvu doživljajo sistem predstavitve sluha. Frekvenčna teorija v bistvu trdi, da ljudje pravzaprav sami ne doživljajo zvočnih valov, temveč vibracije na slušnem živcu, katerih frekvence so enake frekvencam zvočnih valov, ki prihajajo v uho.