Le stimulus de l'organe de l'audition est l'onde sonore. Elle est constituée par une alternance de compressions et de décompressions des particules du fluide ou du solide dans lequel elle se propage. Elle est caractérisée par sa vitesse de propagation (332 m/s dans l'air aux conditions normales de température et de pression), par l'amplitude des oscillations de pression (liée à l'intensité du son) et par la fréquence propre à chaque son (basse fréquence pour les sons graves, haute fréquence pour les sons aigus). L'oreille humaine perçoit des sons dont les fréquences sont comprises entre 16 et 20 000 hertz. La gamme des sons de la parole s'étend de 250 à 4 000 hertz.

Chez les mammifères, l'organe de la réception sonore, l'oreille, est constitué de trois parties. L'oreille externe avec son pavillon capte les ondes sonores, qui empruntent le canal auditif (conduction aérienne) puis viennent heurter et mettre en vibration une fine membrane, le tympan. Une chaîne de trois osselets de l'oreille moyenne (marteau, enclume et étrier) transmet, ensuite, cette vibration (conduction osseuse). Enfin, dans l'oreille interne, un liquide conduit l'onde jusqu'aux cellules sensorielles de la cochlée, où se situe l'organe récepteur de l'audition, appelé organe de Corti (conduction en milieu liquide). Agissant sur les cils qui garnissent la membrane de ces cellules, le son est traduit en message nerveux (potentiel d'action). De chaque cellule sensorielle part une fibre nerveuse. Ces fibres se réunissent en un nerf auditif le long duquel chemine le signal jusqu'au cerveau, dont la partie temporale reconnaît et analyse le message auditif.