주파수 이론은 소리의 높낮이가 청신경을 통해 전달되는 신경 임펄스의 속도에 의해 결정된다고 주장합니다. 200Hz의 음은 초당 200개의 임펄스를 생성하며, 음높이가 높을수록 전달 속도는 빨라집니다.

이 이론은 저주파수에서는 잘 작동합니다. 개별 뉴런은 수백 헤르츠까지의 음파와 동기화되어 발화할 수 있습니다. 하지만 그보다 높은 주파수에서는 단일 뉴런으로는 그 속도를 따라갈 수 없습니다. 연쇄 발화 원리는 뉴런 그룹이 발화 부담을 분담하여, 전체 발화 속도가 음파의 주파수와 일치하도록 순차적으로 발화한다는 가설을 제시함으로써 이 이론을 확장합니다.

주파수 이론은 일반적으로 기저막을 따라 서로 다른 주파수가 서로 다른 위치를 자극한다는 위치 이론과 함께 사용됩니다. 현대 이론에서는 이 두 이론을 상호 보완적인 것으로 간주합니다. 즉, 고주파수에서는 위치 부호화가, 저주파수에서는 주파수(또는 시간) 부호화가, 그리고 중간 주파수 범위에서는 두 가지 모두 작용한다는 것입니다.

청각 시스템이 음파의 속도를 추적할 때, 주파수 이론은 그 메커니즘을 설명합니다.