Telinga dalam tertanam jauh di dalam bagian petrous tulang temporal. Organ untuk pendengaran (koklea) dan keseimbangan (kanalis semisirkulasi), begitu juga saraf kranial VII (nervus fasialis) dan VIII (nervus kokleovestibuler), semuanya merupakan bagian dari kompleks anatomi ini.
Koklea dan kanalis semisirkularis bersama-sama menyusun tulang labirint. Ketiga kanalis semisirkularis – posterior, superrior dan lateral – terletak membentuk sudut 90 derajat satu sama lain dan mengandung organ reseptor yang berhubungan dengan keseimbangan. Organ-akhir reseptor ini distimulasi oleh perubahan kecepatan dan arah gerakan seseorang.
Koklea berbentuk seperti rumah siput dengan panjang sekitar 3,5 cm dengan dua setengah lingkaran spiral dan mengandung organ-akhir untuk pendengaran, dinamakan organ Corti.
Di dalam tulang labirin, namun tidak sempurna mengisinya, terletak labirin membranosa. Labirin membranosa terendam dalam cairan yang dinamakan endolimfe.
Terdapat keseimbangan yang sangat antara perilimfe dan endolimfe dalam telinga dalam; banyak kelainan telinga dalam terjadi bila keseimbangan ini terganggu.
Percepatan angular menyebabkan gerakan dalam cairan telinga dalam di dalam kanalis dan merangsang sel-sel rambut labirin membranosa.
Akibatnya terjadi aktivitas elektris yang berjalan sepanjang cabang vestibular nervus kranialis VIII ke otak.
Perubahan posisi kepala dan percepatan linear merangsang sel-sel rambut utrikulus. Ini juga mengakibatkan aktivitas elektris yang akan di hantarkan ke otak oleh nervus kranialis VIII.
Di dalam kanalis auditorius internus, nervus koklearisi kanalis (akustik) yang muncul dari koklea, bergabung dengan nervus vestibularis, yang muncul dari semisirkulasi, utrikulus dan sakulus, menjadi nervuskoklearis (nervus kranialis VIII) Yang bergabung dengan nervusini di dalam kanalis auditorius internus adalah nervus fasialis (nervus kranialis VII). Kanalis auditorius internus membawa nervus tersebut dan asupan darahnya ke batang otak.