A cóclea é o centro auditivo do ouvido interno, um órgão cheio de líquido que traduz as vibrações do som auditivo em impulsos que o cérebro pode compreender. Isso ocorre no órgão de Corti, uma estrutura consiste em minúsculos pêlos em toda a cóclea que vibram e enviam sinais elétricos pelo sistema nervoso.
Quando as ondas sonoras entram no ouvido, elas encontram primeiro o tímpano. As vibrações transferem sua energia para o tímpano, que vibra em resposta. O movimento é traduzido através de uma série de pequenos ossos dentro da orelha até a cóclea. Como o tímpano é muito maior do que este órgão, as vibrações são mais poderosas, permitindo que passem pelo fluido dentro do centro auditivo. Essas ondas fazem com que os fios de cabelo do órgão de Corti se movam, e os impulsos que elas criam viajam para o centro auditivo do cérebro.
O zumbido ocorre quando os fios de cabelo do órgão de Corti formam uma espécie de loop de feedback. Quando os ruídos são extremamente fracos, esses fios às vezes amplificam o ruído com uma explosão de vibração para melhorar a audição. Às vezes, isso faz com que todos os cabelos comecem a vibrar, criando a sensação de um ruído de toque. Em circunstâncias normais, o cérebro é capaz de desligar esse processo após 10 ou 15 segundos, mas no zumbido crônico, ele pode se tornar um problema recorrente.