Os canais semicirculares são tubos cheios de líquido, aproximadamente semicirculares, que fazem parte da estrutura do ouvido interno. Os canais sentam-se em ângulos retos, estão todos conectados e detectam movimento horizontal e vertical, bem como aceleração. O movimento do fluido, chamado endolinfa, no interior dos canais faz com que os pêlos minúsculos, ou cílios, dentro dos tubos se desloquem e se movam. Pequenas partículas dentro da endolinfa também funcionam para estimular os cílios. Os cílios atuam como sensores de movimento, enviando informações ao cérebro que são interpretadas para ajudar a manter o equilíbrio.
Existem três canais semicirculares: o horizontal, também conhecido como canal lateral; o canal superior, também chamado de canal anterior; e o canal semicircular posterior. O canal semicircular horizontal responde ao movimento horizontal da cabeça, e os outros dois semicirculares reagem aos movimentos verticais. Mover fluido dentro dos canais é uma causa de tontura. Depois que uma pessoa gira, o fluido dentro dos canais continua a se mover sobre os cílios após a rotação, dando a sensação de que a rotação ainda está acontecendo.
Esses órgãos sensoriais importantes são considerados parte do labirinto ósseo do ouvido interno. Essa estrutura inclui os canais semicirculares, a cóclea e o vestíbulo da orelha. Uma forma de infecção no ouvido, chamada labirintite, envolve a infecção de partes do labirinto. Os sintomas podem incluir vertigem, tontura, náusea e incapacidade de manter o equilíbrio. Sem causa específica única, a labirintite pode ocorrer como resultado de infecções bacterianas ou virais ou devido aos efeitos colaterais da descompressão após o mergulho em alto mar. O bloqueio do ouvido interno também pode causar labirintite.
As informações de equilíbrio coletadas pelos canais semicirculares são transmitidas ao cérebro através do nervo auditivo. Devido à estreita conexão entre as funções auditivas e de equilíbrio da orelha, alguns problemas de equilíbrio geralmente ocorrem em conjunto com a perda auditiva. Médicos especializados no tratamento de perda auditiva também costumam ajudar os pacientes a lidar com problemas que envolvem percepção de equilíbrio e orientação. Muitos médicos receberam treinamento especial para diagnosticar esses problemas e recomendar tratamentos.
Os canais semicirculares são encontrados na maioria dos vertebrados e têm tamanhos diferentes, dependendo do estilo de movimento típico de um animal em particular. Um animal que tende a se mover silenciosamente e em pequenos incrementos terá canais menores, e animais maiores, capazes de movimentos mais rápidos e ágeis, tendem a ter canais maiores. Embora o sistema vestibular, que inclui os canais semicirculares, seja semelhante na maioria dos vertebrados, o sistema coclear varia muito entre mamíferos, aves, répteis e anfíbios.