O ouvido interno é a porção mais interna do sistema auditivo. Contém a cóclea, que transduz o som, e os órgãos vestibulares, que detetam o equilíbrio e o movimento da cabeça.

As vibrações sonoras que chegam ao ouvido interno põem o fluido da cóclea em movimento. As células ciliadas ao longo da membrana basilar convertem este movimento em sinais neurais que viajam através do nervo auditivo até ao cérebro. Os canais semicirculares e os órgãos otolíticos detetam a aceleração rotacional e linear, fornecendo a informação necessária para o equilíbrio e a orientação espacial. Ambos os sistemas partilham a mesma arquitetura membranosa preenchida por fluido e o mesmo mecanismo de transdução pelas células ciliadas.

As lesões no ouvido interno causam perda auditiva neurossensorial ou distúrbios vestibulares, como vertigens. Como as estruturas são delicadas e estão envolvidas por osso, o diagnóstico depende frequentemente de testes funcionais e exames de imagem, em vez de uma inspeção direta. Os implantes cocleares contornam as células ciliadas danificadas, estimulando o nervo auditivo diretamente e restaurando alguma forma de audição a muitas pessoas com perda auditiva grave no ouvido interno.

É no ouvido interno que a vibração mecânica se transforma na linguagem elétrica do sistema nervoso.