تقترح نظرية التردد أن درجة الصوت تُحدد بمعدل النبضات العصبية التي تنتقل عبر العصب السمعي. ينتج عن نغمة بتردد 200 هرتز 200 نبضة في الثانية؛ وتنتج النغمة الأعلى معدلاً أسرع.

تُجدي هذه النظرية نفعًا مع الترددات المنخفضة. إذ يمكن للخلايا العصبية الفردية أن تُطلق إشاراتها بالتزامن مع الموجة الصوتية حتى بضع مئات من الهرتز. أما عند الترددات الأعلى، فلا تستطيع أي خلية عصبية بمفردها مواكبة هذا التزامن. ويُوسّع مبدأ التزامن (Volley Principle) هذه النظرية بافتراض أن مجموعات من الخلايا العصبية تتشارك في الحمل، فتُطلق إشاراتها في مجموعات متداخلة يتطابق معدل إطلاقها المُجتمع مع تردد الصوت.

عادةً ما تقترن نظرية التردد بنظرية المكان، التي تنص على أن الترددات المختلفة تُثير أماكن مختلفة على طول الغشاء القاعدي. وتعتبر النظريات الحديثة هاتين النظريتين متكاملتين: إذ يهيمن ترميز المكان عند الترددات العالية، وترميز التردد (أو الزمني) عند الترددات المنخفضة، ويعمل كلاهما في النطاق المتوسط.

عندما يتتبع الجهاز السمعي إيقاع الموجة الصوتية، فإن نظرية التردد تصف الآلية.