Гельмгольц запропонував резонаторну теорію слуху, за якою вухо людини працює як резонатор, налаштований певні частоти. Відповідно до цієї теорії, барабанна перетинка і слухові кісточки перетворюють звукові хвилі на механічні коливання рідини в равлику. Равлик містить резонатори, налаштовані різні частоти, які посилюють певні частоти звуку. Роздратування резонаторів, налаштованих частоту звукової хвилі, сприймається як відчуття висоти тону.
Таким чином, згідно з теорією Гельмгольця, слух заснований на резонансних властивостях равлика, що дозволяють виділяти окремі частотні складові складного звукового сигналу. Ця теорія дала перше наукове пояснення механізму сприйняття висоти звуку та заклала основи сучасних уявлень про роботу слухової системи.
Гельмгольц не писав безпосередньо про теорію слуху, але він вивчав фізіологію та анатомію людини, включаючи його слухові здібності. Ось як він сам описував цю теорію в одному зі своїх наукових праць:
"Дуже велика роль в гостроті слуху належить у людини стінці зовнішнього слухового проходу, що в порівнянні з собакою і конем ще помітніше. Як і в інших відділах вуха, тут у людини всього більше простору лежить між