Cohleea este structura spiralată, umplută cu lichid, din urechea internă, care transformă vibrațiile sonore în semnale neuronale. Numele său provine din latinescul care înseamnă cochilie de melc, cu care seamănă.

Energia sonoră care sosește din urechea medie pune în mișcare lichidul cohlear. Mișcarea creează o undă călătoare de-a lungul membranei bazilare, care se întinde de-a lungul spiralei cohleare. Sunetele de înaltă frecvență produc vârfuri de vibrație în apropierea bazei; sunetele de joasă frecvență ating vârfurile în apropierea apexului. Celulele ciliate așezate pe membrana bazilară se curbează odată cu unda, deschizând canale ionice și generând semnale electrice care sunt transmise de nervul auditiv. Această codificare a frecvenței este fundamentul percepției tonalității.

Cohleea este remarcabil de sensibilă, dar fragilă. Zgomotul puternic, anumite antibiotice și îmbătrânirea pot distruge celulele ciliate, care la mamifere nu se regenerează. Pierderea auzului neurosenzorial rezultată este permanentă cu tehnologia actuală, deși implanturile cohleare pot ocoli celulele ciliate deteriorate și pot stimula direct nervul auditiv.

Fiecare sunet pe care îl auzim a fost analizat mai întâi de către aparatul mecanic și neuronal al cohleei.