Sesin duyulması olayında beyin ve kulak entegre olarak çalışmaktadır. Bir ses oluştuğu zaman ses dalgaları kulak kepçesi adı da verilen dış kulaktan içeri girer. Kulak kepçesi, kulakların görünen kısmındadır ve huni biçimindedir. Bu kulak kepçesine ses çarpar ve kepçe ses dalgalarını filtreleyip güçlendirerek kulak kanalına yönlendirme yapar. Kulak kanalından ilerleyen ses dalgaları kulak zarına çarparak zarı titretir.
Kulak zarı kulak kanalından gelen ses dalgalarına bir tepki olarak titreşir ve bu süreçte sırası ile orta kulakta yer alan çekiç, örs ve üzenginin harekete geçmesine neden olur. Vücuttaki en küçük kemikler örs çekiç ve üzengidir. Bu kemikler bir tür kaldıraç gibi görev yaşar ve kulak zarından gelen ses titreşimlerinin oval pencereye doğru yükselmesine aracı olur.
Üzengiden gelen titreşimler oval pencerede itme etkisi yaratır. Titreşimler iç kulakta yer alan kokleaya ulaşmasını sağlar. Koklea kulak salyangozu olarak da bilinir ve işitmede önemli bir görevi vardır. İçinde sıvı bulunur ve yapısı da salyangozu andırır. İçindeki sıvı kokleaya ulaşan titreşimler ile hareket etmeye başlar. Sıvı hareket ettikçe kokleayada yer alan tüy hücrelerinin ucundaki yapılar da ileri ve geri hareket eder. Bu hareket sonrasında iyonlar ortaya çıkar.
İyonlar, tüy hücrelerinden nörotransmitterlerin salgılanmasına neden olur. Bunlar beyinde sinir hücreleri arasındaki iletişimi sağlarlar ve kimyasal maddelerdir. Üretilen sinyaller duyma sinirleri aracılığı ile beyne taşınır. Beyin de bu sinyalleri yorumlayarak işitme işlemini gerçekleştirir. Ancak duyma işlemi ortam ve çevreye göre değişime uğrayabilmektedir.
Ses karanlıkta geceleri çok daha uzak mesafelerden bile duyulabilir. Karanlıkta daha çok ses duyuyormuş gibi hissedilmesi anlamına gelen bu durumun bilimsel bir açıklaması bulunmaktadır. Geceleri sesin daha uzak mesafelerden duyulabilmesinin nedeni ses dalgalarını havada yön değiştirmesi ile ilgili bir durumdur.
Aslında ses dalgaları soğuk ve karanlık havalarda çok daha yavaş hareket etmektedir. Bunun nedeni sesin havada basınç dalgaları meydana getirerek ilerlemesidir. Hava karanlıkken ve özellikle de soğuk olduğu zaman havayı meydana getiren gaz moleküllerinin ortalama kinetik enerjisi çok daha düşük olur. Ses dalgaları da daha yavaş hareket eder.
Gün içinde güneş kaynaklı olarak gelen enerji, havanın ısınmasına sebep olur. Hava sıcaklığı yüksekliğin artmasına karşılık azalır. Ses de sıcak havada hareket eder, atmosferin üst kısımlarında yer alan soğuk hava ses dalgalarının yukarı doğru seyretmesine neden olur. Ayrıca karanlık ve sessiz olan ortamlarda ses dalgaları daha az engeller karşılaşır. Bu durum da karanlık zamanlarda daha çok ses duyuluyor gibi hissedilmesine neden olmaktadır.
Hem soğuk hem de karanlık gecelerde ses daha çok duyulur çünkü önünde engel yoktur. Kış aylarında kar yağarken ve her yer karlarla kaplıyken yaşanan sessizlik hissi de buna benzer bir şekilde açıklanabilmektedir. Karanlık olduğu zaman sesler daha yüksek çıkar, çünkü duyma, görmeden etkilenmez. Bu nedenle de kişiler duydukları seslere daha çok odaklanır.
Bir kişi karanlıkta olduğu zaman kulakları daha çok açıldığı için daha çok ses duymaz. Görme duyusu yerine duyma duyusu daha ön plana çıktığı zaman sanki daha çok ses duyuyormuş hissi ortaya çıkar.