位置理论认为，不同频率的声音会刺激耳蜗基底膜上的不同位置，大脑会根据刺激峰值的位置来确定音调。

高频声音在耳蜗底部、靠近卵圆窗处产生最大振动。低频声音传播距离更远，振动峰值出现在耳蜗顶部附近。每个位置的毛细胞都会发出信号，听觉系统将这些信号解读为相应的音调。该理论能够很好地解释高频声音的感知，并且得到了整个听觉通路中有序的音调定位组织的支持。

对于低频声音，位置编码的精确度降低，而频率本身的时域编码则变得更加重要。因此，现代理论将位置理论和频率理论结合起来，分别赋予二者在可听范围的不同部分以主导作用。位置理论仍然是解释耳蜗如何开始分析音高的主要理论。

根据位置理论，基底膜振动最强烈的位置决定了我们听到的音调。