Sensörinöral işitme kaybı, kokleanın kıl hücrelerine veya işitme sinirine verilen hasardan kaynaklanır. Sesin mekanik iletimi sağlam olabilir, ancak sinir sinyallerine dönüştürülmesi veya bu sinyallerin iletimi bozulmuştur.

Nedenleri arasında yaşlanma, uzun süreli yüksek sese maruz kalma, bazı ilaçlar, enfeksiyonlar ve genetik faktörler yer alır. Genellikle ilk olarak yüksek frekanslı işitme etkilenir. Memeli hayvanların kıl hücreleri yenilenmediği için işitme kaybı genellikle kalıcıdır. Özellikle gürültülü ortamlarda, sesler duyulabilir hale getirilse bile konuşmayı ayırt etmek zorlaşır.

İşitme cihazları, kalan işitme fonksiyonunu güçlendirerek yardımcı olabilir; koklear implantlar ise hasarlı kıl hücrelerini atlayarak işitme sinirini doğrudan uyarır ve ciddi işitme kaybı olan birçok kişi için faydalı işitmeyi geri kazandırır. İşitme koruması ve ototoksik ilaçlardan kaçınma yoluyla önleme, en etkili strateji olmaya devam etmektedir.

İç kulak veya işitme siniri sesi doğru bir şekilde dönüştüremediğinde veya iletemediğinde, sonuç sensörinöral işitme kaybı olur.