耳朵的結構可分為三個部分：外耳、中耳和內耳。在聲音從自然環境中傳送到人類大腦的過程中，人耳的三個部分具有不同的生理作用。
外耳
外耳包括耳廓，耳朵的可見部分以及終止於鼓膜的耳道。耳廓用於將聲波通過耳道聚焦到鼓膜。耳膜是一個密閉的膜，當聲波到達耳膜時，它們會導致它跟隨聲音的波形振動。
中耳
中耳由位於鼓膜中間的充滿空氣的小腔室組成。腔室內是人體中三個最小的骨頭，統稱為小骨，包括槌骨，砧骨和鐙骨。它們有助於將振動從耳膜傳遞到內耳即耳蝸。中耳小骨的目的是通過提供阻抗匹配來克服空氣波和耳蝸波之間的阻抗不匹配。鐙骨肌和鼓膜張肌也位於中耳，它們通過加強反射來保護聽力機制。鐙骨通過橢圓形窗口將聲波傳輸到內耳，這是一個柔性膜，將充滿空氣的中耳與充滿液體的內耳分開。
內耳
聽覺感受器和位覺感受器位於內耳。內耳包括前庭、半規管和耳蝸三部分。前庭可以感受頭部位置的變化和直線運動時速度的變化，半規管可以感受頭部的旋轉變速運動，這些感受到的刺激反映到中樞以後，就引起一系列反射來維持身體的平衡。耳蝸是聽覺感受器的所在處，與聽覺有關。當外界聲音由耳廓收集以後，從外耳道傳到鼓膜，引起鼓膜的機械波動。鼓膜機械波動的強度和聲波的機械波強度完全一致。聲音越響，鼓膜的機械波動幅度也越大。