Um fenômeno chamado ressonância ocorre na cóclea para permitir que cada freqüência sonora faça vibrar uma secção diferente da membrana basilar. Essas vibrações são semelhantes àquelas que ocorrem em instrumentos musicais de corda. Quando a corda de um violino, por exemplo, é puxada para um lado, fica um pouco mais esticada do que o normal e esse estiramento faz com que se mova de volta na direção oposta, o que faz com que a corda se torne esticada mais uma vez, mas agora na direção oposta, voltando então à primeira posição. Esse ciclo repete-se várias vezes, razão pela qual uma vez que a corda começa a vibrar, assim permanece por algum tempo.
Quando sons de alta freqüência penetram na janela oval, sua propagação faz-se apenas num pequeno trecho da membrana basilar, antes que um ponto de ressonância seja alcançado. Como resultado, a membrana move-se forçosamente nesse ponto, enquanto o movimento de vibração é mínimo por toda a membrana. Quando uma freqüência média sonora penetra na janela oval, a onda propaga-se numa maior extensão ao longo da membrana basilar antes da área de ressonância ser atingida. Finalmente, uma baixa freqüência sonora propaga-se ao longo de quase toda a membrana antes de atingir seu ponto de ressonância. Dessa forma, quando as células ciliares próximas à base da cóclea são estimuladas, o cérebro interpreta o som como sendo de alta freqüência (agudo), quando as células da porção média da cóclea são estimuladas, o cérebro interpreta o som como de altura intermediária, e a estimulação da porção superir da cóclea é interpretada como som grave.
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