频率理论认为，声音的音调是由沿听觉神经传导的神经冲动的频率编码的。200赫兹的音调每秒产生200个神经冲动；音调越高，频率越快。

该理论对低频信号适用。单个神经元可以与频率高达几百赫兹的声波同步放电。但对于更高的频率，单个神经元就无法跟上。齐射原理扩展了该理论，提出神经元群可以分担放电任务，它们以交错的方式放电，其总放电频率与声音的频率相匹配。

频率理论通常与位置理论结合使用，后者认为不同的频率会激发基底膜上的不同位置。现代理论将二者视为互补关系：位置编码在高频时占主导地位，频率（或时间）编码在低频时占主导地位，而两者在中频范围内共同发挥作用。

频率理论描述了听觉系统追踪声波节奏的机制。