確定物體的方向有助於我們將注意力轉向或迴避某聲源，這有助於尋找目標物件或迴避危險，此為生存必不可少的能力。
下面我們來探討一下聽覺系統是如何在水平方向和垂直方向定位聲源的。
水平方向的聲源定位主要取決於雙耳分析功能，即聽覺中樞通過比較雙耳接受聲音的時間及強度來決定聲源的位置。讓我們設想聲音如果從左側傳來，聲音必然會先抵達左耳，經過一定時間差後，聲音抵達右耳，這一時間差即為耳間時間差。聲波的波長小於頭的直徑的聲音可經聲衍射的方式從頭的一側繞到另一側，最長的頭部聲衍射的距離為575px，以大氣中聲速為340m/s為例，這一距離造成的最大耳間時間差約為0.67ms，即相當於一個1.5Hz純音的週期。耳間時間差在聽覺系統體現為耳間相位差，高於1.5Hz的聲音由於耳間相位差大於360。 ，因而耳間時間差不能提供確切的聲源資訊。事實上，高於1.5Hz的聲音不能真正在頭部形成聲衍射，高於2Hz的聲音從頭的一側向另一側傳播時會形成頭影。
頭影是耳間聲級差形成的原理，而耳間聲級差則是定位高頻聲的聲學依據，耳間聲級差的大小隨頻率不同而異。一般來說，頻率越高耳間聲級差越大，高於5kHz或6kHz的聲音可形成高達20dB的耳間聲級差，如此大的耳間聲級差無疑有助於這些高頻聲的定位。
水平面的雙耳聲源定位在低頻時主要依賴於耳間時間差，而在高頻時，主要依賴於耳間聲級差。中頻段耳間時間差不能提供確切的聲源資訊而耳間聲級差又太小，這使得2k~3kHz這樣的中頻純音的定位準確性較差。
垂直地面的聲源定位不依賴於耳間差的聲學資訊，而是依賴於頻譜資訊。在正中垂直面，所有位置的耳間時間差或耳間聲級差均為0，在非正中垂直面，所有位置都在由耳向外擴充套件的一個椎體面上，此椎體面上任何一點的耳間時間差或耳間聲級差均為一常數，因此，耳間差在垂直面或前後方向的定位上提供的是含糊的聲學資訊，這一椎體被稱為“模糊椎體”。
耳廓表面凹凸不平，聲波與其在耳甲腔形成的反射波相混合，使得原聲波的頻譜出現了一些特有的譜峰或譜谷，由於反射波的形成決定於聲源垂直面的角度，因此，不同垂直面的聲源形成了頻譜上各不相同的特性。由於垂直面聲源的定位依賴於頻譜形狀，聲源必須具備有較寬的頻帶才能被準確的定位，純音或窄帶噪聲在垂直面定位上造成相當大的誤差，另外，與水平面聲源定位不同之處是垂直面聲源定位不需要雙耳的作用，在單耳聽覺的情況下，如堵住一側耳或測試單側聽力損失患者時，聲源垂直面的定位不太受影響，而水平面方向的定位則全偏向於好耳側。
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