Внутреннее ухо разделено на вестибулярную часть, состоящую из трех полукружных каналов, а также маточки и мешочка, и слуховую часть, состоящую из улитки. Полукружные каналы позволяют ощущать угловое ускорение, тогда как маточка и мешочек позволяют ощущать гравитационное и линейное ускорения. Вестибулярная система в сочетании со зрительной и проприоцептивной системами обеспечивает равновесие тела. Улитка — конечный орган слуха, представляющий собой полость, заполненную жидкостью и разделенную перегородкой на три части: лестницу преддверия, среднюю лестницу и барабанную лестницу.
При перемещении стремечка происходит передвижение кохлеарной перегородки, что приводит к перемещению базилярной мембраны. Результатом последнего являются согласованные движения неподвижных ресничек, расположенных на вершине одного слоя внутренних слуховых клеток и трех слоев внешних слуховых клеток. Внутренние слуховые клетки обозначают как сенсорные клетки, а наружные слуховые клетки — как двигательные клетки. У человека слуховые клетки улитки не снабжены подвижными ресничками, хотя базальное тело располагается «U» или «\?»-образно. Когда неподвижные реснички внутренних слуховых клеток сдвигаются по направлению к базальному телу клеток, внутренние слуховые клетки деполяризуются и выделяют со стороны своего основания нейротрансмиттеры в синаптическое пространство, в котором берут начало афферентные волокна восьмого нерва.