Kad skaņa nonāk ausīs, to apstrādā vidusauss un iekšējās auss fiziskie komponenti un smadzeņu dzirdes centri. Toņa uztveri ietekmē vairāki faktori, tostarp skaņas apstrādes veids organismā. Neironu kodēšana smadzenēs ietekmē to, kā cilvēki dzird skaņu. Vairāku skaņu klātbūtne, izmaiņas skaļumā vai skaņas impulsu biežums var ietekmēt to, kā tiek uztverts augstums. Teorijas, kas ir mēģinājušas definēt augstuma uztveri, ietver vietas teoriju un laika teoriju.
Skaņa iekļūst ausī, un vispirms to apstrādā bungādiņa jeb bungādiņa. Pēc tam tas izpaužas kustībās trīs mazos kaulos, pirms nonāk gliemežnīcā, spirālveida orgānā iekšējā ausī ar matu šūnām, kas pārvietojas ar skaņas viļņiem. Matu kustība izpaužas kā signāli, kas nonāk dzirdes nervā. Dažādas frekvences uztver dažādas bazilārās membrānas daļas gliemežnīcas iekšpusē, kā izskaidro vietas teorija. Šī teorija arī apraksta, kā augstās harmonikas, kas atrodas tuvu viena otrai, netiek uztvertas kā atsevišķas.
Teorētiķi ir arī spekulējuši, ka skaņa tiek uztverta saistībā ar laiku, kas pazīstama kā laika teorija. Nervu šūnas iedegas periodiskos laika intervālos, bet arī kalpo biežuma analīzei. Abu teoriju kombinācija palīdz izpētīt skaņas uztveres būtību cilvēkiem. Neironu aktivitātei dzirdes garozā ir liela ietekme uz skaņas augstuma uztveri, un toņa izmaiņas stimulē apgabalus labajā puslodē. Problēmas pareizajos smadzeņu apgabalos dažkārt ietekmē to, kā kāds spēj noteikt toņa izmaiņas.
Nespēja saprast toņa izmaiņas ir daļa no toņa nedzirdības. Kad melodijas tiek transponētas uz dažādiem taustiņiem, parasti tiek uztverts katras nots relatīvais augstums. Skaņas intensitāte ietekmē arī skaņas augstuma uztveri. Augstas frekvences skaņu intensitātes palielināšana liks tām izklausīties tā, it kā tonis paaugstinās. Paaugstinot zemas frekvences skaņu intensitāti, tās izklausās tā, it kā tonis kļūst zemāks.
Skaņām, kas ir pulsējošas vai ilgstošas, ir arī atšķirīga toņa uztvere. Salīdzinot ar vienmērīgu impulsu, skaņas impulsiem ar samazinošu amplitūdu, šķiet, ir augstāks tonis. Trokšņi un toņi, kas tiek dzirdami pa vienu toni, var mainīt arī tā šķietamo augstumu. Tāpēc toņa uztveri ietekmē iekšējie un ārējie faktori. Skaņa, kuras tonis paliek nemainīgs, dažkārt šķiet, ka mainās, ko dzird cilvēka auss.