Die Ortstheorie besagt, dass unterschiedliche Schallfrequenzen unterschiedliche Stellen entlang der Basilarmembran der Cochlea stimulieren und dass das Gehirn die Tonhöhe aus dem Ort der maximalen Stimulation bestimmt.

Hochfrequente Töne erzeugen maximale Vibrationen nahe der Basis der Cochlea, nahe dem ovalen Fenster. Tieffrequente Töne breiten sich weiter aus und erreichen ihr Maximum nahe der Spitze. Haarzellen an diesen Stellen senden Signale, die das Hörsystem als entsprechende Tonhöhen interpretiert. Diese Theorie erklärt die Wahrnehmung hoher Frequenzen gut und wird durch die geordnete tonotopische Organisation des gesamten Hörsystems gestützt.

Bei niedrigen Frequenzen wird die Ortskodierung ungenauer, und die zeitliche Kodierung der Frequenz selbst gewinnt an Bedeutung. Moderne Ansätze kombinieren daher Orts- und Frequenztheorien und weisen jeder Theorie in verschiedenen Bereichen des Hörbereichs eine dominante Rolle zu. Die Ortstheorie bleibt die primäre Erklärung dafür, wie die Cochlea mit der Tonhöhenanalyse beginnt.

Der Ort, an dem die Basilarmembran am stärksten schwingt, bestimmt nach der Ortstheorie die hörbare Tonhöhe.