双耳声源的定位是基于双耳听到声音的时间差和强度差。假设声音是从头的一侧传来，即声源和双耳在一条直线上，声音的速度为340m/s，两耳间的距离为17cm，声音从一侧耳到另一侧耳则需要0.5ms。据报道，正常听力者的觉察两耳时间差的阙值可低达10μs。这将足以觉察到声音行经17cm所产生的时间差。如果根据10μs的时间差的阈值和空气中的波速340m/s来计算的话，正常听力者甚至可以觉察到声音到双耳的距离差为3.4mm所产生的时间差。与时间差伴随的是位相差，这也将有助于听觉的定位。声音在两耳所产生的强度差也对声音的定位起了重要的作用，尤其是对高频率的声音，这是因为高频声音的波长较短而无法产生在头部周围的绕射作用。因而就声音的定位来说，时间差在低频的情况下起了重要的作用；强度差在高频的情况下起了重要的作用。

在一个复杂的声学环境中，例如有交混回响的环境中，从墙壁和物体反射回来的声音紧接着原始的声音陆续传到听觉器官，人们如何能做声音的定位呢?“领先效应”在声音的定位上起了一定的作用。领先效应是当一系列性质相近的声音先后传到双耳听觉器官的时候，如果它们时间上相差很近(<40ms)后续的声音比最领先的声音不大于15dB，则双耳听觉系统可以把声音融合为一个声音，最领先的声音就起主导作用，其声源被认为是声源。若时间差>40ms，则领先的声音和后续的声音被感觉为不同的声音。在交混回响的环境中，从声源直接发出的声音总是比回声先到达最近的耳朵，且强度为最大，因而人们可以做准确的声音定位。

引起主观上的定位变化代表声音定位准确性的高低，根据实验得知位于头的正前方声源发生2°的偏移即可引起声音定位的改变。有一些参数可以影响定位的准确性，如时间差、位相差、强度差、频率、声源和头位的关系。声源位于头的正前方的时候定位的准确性是最好的。

双耳听觉在声音的定位上起了重要的作用，单耳听觉、头位的变动、视觉的观察也有一定的作用。