耳蝸形似蝸牛殼，位於前庭的前內方，由中央的蝸軸和周圍的骨蝸管組成。蝸軸呈圓錐形，從蝸軸上伸出螺旋形繞蝸軸旋轉的骨螺旋板，骨螺旋板與骨蝸管外壁之間是基底膜，骨蝸管中包含三個管腔，分別為前庭階、中階(即膜蝸管)和鼓階，其中中階上壁為前庭膜，下壁由骨螺旋板和基底膜構成，外壁是螺旋韌帶。前庭階和鼓階中含外淋巴液，中階內有膜迷路的聽覺部分，內含內淋巴液。
聽覺的產生源於耳蝸毛細胞的興奮，將聲音振動等機械刺激的能量轉化為生物電位，通過聽神經傳輸至大腦皮層。當聲音振動的能量傳遞至毛細胞靜纖毛，靜纖毛倒向細胞頂部的外側緣的動纖毛，發生偏轉，使動纖毛發生剪下位移，從而誘發細胞膜靜息電位的改變(偏轉引起毛細胞頂部的機械門控離子通道開放，使鉀離子內流，產生靜息電位改變)，使毛細胞產生興奮。
耳蝸外毛細胞會對傳入耳朵的聲音進行頻譜分析識別，將聲波的頻率轉譯成基底膜上的距離分佈，這就使耳蝸由蝸頂到蝸底的共振頻率逐漸增加(即:蝸頂分佈為低頻，蝸底分佈為高頻)，而耳蝸的這種濾波器效應同時與基底膜的勁度相關，基底膜在耳蝸底端的寬度最窄但勁度最大，勁度從蝸底至蝸頂逐漸減小，而毛細胞的長度和基底膜的寬度逐漸增加，因而使基底膜上的負載重量逐漸增加，共振頻率從蝸底至蝸頂相應逐漸衰減，當然這種頻譜分析和濾波效應與分佈在基底膜特定部位的外毛細胞的長度和運動密切相關。
基底膜的勁度為什麼隨寬度的改變，我們可以形象的理解成將一根有彈性的橡皮繩切成不同長度的小段，再將這些小短橡皮繩在沒有任何張力的情況下懸掛起來，去拉這些橡皮繩，要達到相同的位移，最短的皮繩肯定反彈力最大，這就說明橡皮繩的長度越短，勁度越大。
正常的人類耳蝸共盤繞2.5-2.75圈，而存在螺旋神經節細胞的只有1.75圈，只能達到鼓階第二轉中間位置，且離圓窗越遠，鼓階內側壁與螺旋神經節之間的距離越大，所以，一般人工耳蝸植入在自蝸底至蝸頂的1.5或1.25圈的部位，主要刺激基底膜上1k Hz以上的共振頻率部位。
在臨床中，人工耳蝸電極植入在鼓階中，因為人工耳蝸電極設計的一個重要目標是儘可能的使植入電極刺激到最大量的聽神經細胞群而又不互相重疊，鼓階是相對靠近螺旋神經節處的部位，但目前還不能將電極直接植入到螺旋神經節處。關於植入鼓階的位置卻有不同的學說，有靠近鼓階外側說，有抱緊蝸軸說，不同的人工耳蝸產品在植入手術時電極靠近位置不同，且不同耳蝸情況的患者植入鼓階位置也有所不同。
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