Giác quan tiền đình cung cấp thông tin về vị trí và chuyển động của đầu, và từ đó, định hướng của cơ thể trong không gian. Nó rất cần thiết cho sự cân bằng, tư thế và sự ổn định của tầm nhìn.

Các thụ thể nằm ở tai trong: các ống bán nguyệt phát hiện gia tốc quay, và các cơ quan tiền đình phát hiện gia tốc tuyến tính và lực hút của trọng lực. Tín hiệu truyền qua dây thần kinh tiền đình đến các nhân ở thân não, nơi điều phối chuyển động mắt, điều chỉnh tư thế và nhận thức có ý thức về phương hướng. Hệ thống này hoạt động phối hợp chặt chẽ với thị giác và cảm thụ bản thể; xung đột giữa ba yếu tố này có thể gây ra chứng say tàu xe.

Tổn thương hoặc rối loạn chức năng của hệ thống tiền đình gây ra chóng mặt, mất thăng bằng và khó ổn định thị giác khi cử động đầu. Phục hồi chức năng tiền đình có thể giúp hệ thần kinh thích nghi với sự mất mát vĩnh viễn. Giác quan này hoạt động liên tục và phần lớn nằm ngoài nhận thức cho đến khi có sự cố xảy ra.

Việc biết phương hướng nào là trên và phát hiện một sự chuyển hướng đột ngột đều phụ thuộc vào giác quan tiền đình.