位置理論認為，不同頻率的聲音會刺激耳蝸基底膜上的不同位置，大腦會根據刺激峰值的位置來決定音調。

高頻聲音在耳蝸底部、靠近卵圓窗產生最大振動。低頻聲音傳播距離更遠，振動峰值出現在耳蝸頂部附近。每個位置的毛細胞都會發出訊號，聽覺系統將這些訊號解讀為對應的音調。該理論能夠很好地解釋高頻聲音的感知，並且得到了整個聽覺路徑中有序的音調定位組織的支持。

對於低頻聲音，位置編碼的精確度降低，而頻率本身的時域編碼則變得更加重要。因此，現代理論將位置理論和頻率理論結合起來，分別賦予二者在可聽範圍的不同部分主導作用。位置理論仍然是解釋耳蝸如何開始分析音高的主要理論。

根據位置理論，基底膜振動最強烈的位置決定了我們聽到的音調。