Teorie frekvence předpokládá, že výška zvuku je kódována rychlostí nervových impulsů šířících se sluchovým nervem. Tón s frekvencí 200 Hz produkuje 200 impulsů za sekundu; vyšší tón produkuje rychlejší frekvenci.

Teorie funguje dobře pro nízké frekvence. Jednotlivé neurony se mohou synchronně aktivovat se zvukovou vlnou až do několika stovek hertzů. U vyšších frekvencí žádný jednotlivý neuron nedokáže udržet krok. Princip salvy rozšiřuje teorii tím, že navrhuje, aby skupiny neuronů sdílely zátěž a aktivovaly se v rozložených skupinách, jejichž kombinovaná frekvence odpovídá frekvenci zvuku.

Teorie frekvence je obvykle spárována s teorií místa, která tvrdí, že různé frekvence excitují různá místa podél bazilární membrány. Moderní teorie považují tyto dvě teorie za komplementární: místové kódování dominuje při vysokých frekvencích, frekvenční (nebo časové) kódování při nízkých frekvencích a obě fungují ve středním rozsahu.

Když sluchový systém sleduje tempo zvukové vlny, teorie frekvence popisuje mechanismus.