השבלול הוא חלל ספיראלי בתוך עצם הגולגולת. לשבלול אין דופן חיצונית. קירות השבלול מצופים רקמת אפיתל דקה. בתוך השבלול כמה קרומים היוצרים כמה חללים: מעלת הפרוזדור, מעלת האמצע ומעלת התוף.
מבנה תוך השבלול הוא שתי תעלות גדולות ובניהם תעלה אחת יותר קטנה, שמלאות בנוזל. בין שתי התעלות הגדולות, מעלת הפוזדור ומעלת התוף, נמצאת תעלה קטנה יחסית בשם תעלת האמצע, שעל דופנה נמצא איבר קורטי בו מתבצעת התמרת האות הקולי לאות חשמלי. בתוך איבר זה נמצאים תאים בעלי מבנים דקים היוצאים מגוף התא, הנראים כמו שערות קטנות. תנודת שערות אלו ביחס לרטט נוזל השבלול, גורמות לפתיחת תעלות יוניות על גוף, לשינוי פוטנציאל הממברנה של תאי השערה וכתוצאה מכך לשליחת אות חשמלי למערכת העצבים המרכזית.
עצמות השמע מרעידות את החלון הסגלגל בפתח השבלול. רעידות החלון הסגלגל מרעידות את הנוזל הממלא את השבלול. תנודת הנוזל מניעה את השעריות שעל תאי השערה. תאי השערה יוצרים פוטנציאל חשמלי המפעיל את תאי העצב של השמיעה ואותם תאי עצב עוברים דרך העצב השמיני ישירות למוח. מבנה השבלול מסייע לפרק את צלילי הסביבה לתדרים: ככל שמתרחקים מהחלון הסגלגל לאורך השבלול, תנודות הממברנה הבזילרית מתאימות לתדרי שמיעה נמוכים יותר ויותר.