Os núcleos cocleares são estruturas no tronco cerebral por onde passam os nervos da cóclea em forma de espiral. Eles servem como uma porta de entrada entre o ouvido interno e o resto do cérebro, permitindo que os impulsos nervosos e as informações sonoras sejam processados e transmitidos aos principais centros auditivos do cérebro. Divididos em ambos os núcleos coclear ventral e dorsal, eles formam uma seção crucial da via auditiva e também são divididos em seções anteriores e posteriores. Ambos estão localizados ao lado da seção traseira do tronco cerebral, em frente a um trato nervoso motor chamado pedúnculo inferior.
As fibras nervosas dos núcleos são organizadas em um sistema complexo de células ganglionares em espiral, que detectam sons de baixa frequência e axônios das células ciliadas da cóclea, que detectam sons de alta frequência. Os núcleos cocleares têm três grandes projeções nervosas que se espalham para o cérebro através do tronco cerebral através da medula. Um deles é conhecido como estria acústica ventral e passa através de uma estrutura cerebral conhecida como complexo olivar superior. A estria acústica dorsal, outra projeção, também atravessa a medula, juntamente com a estria acústica intermediária. Estes passam através da ponte, uma estrutura cerebral que liga os dois hemisférios e para o núcleo do lemnisco lateral.
Todas as projeções de fibras nervosas dos núcleos cocleares terminam no colículo inferior, a partir do qual outras projeções se espalham para os principais centros de processamento auditivo do cérebro. Muitas das células nervosas também passam pelo núcleo da cóclea e terminam como células ciliadas que captam cada som dos ouvidos. Existem também vários outros tipos de células dentro dos núcleos cocleares. Células espessas, que apresentam pequenos ramos que criam a aparência de arbustos e no núcleo coclear ventral anterior. Eles são os principais responsáveis pela transmissão de informações de tempo entre o nervo auditivo principal e outras áreas de processamento auditivo.
As células em forma de estrela, chamadas células estreladas, disparam pulsos elétricos a taxas regulares quando um ruído é detectado. A taxa de atividade é determinada pela força da entrada auditiva, enquanto as células de polvo, localizadas no núcleo coclear ventral posterial, respondem à frequência. Eles disparam no início de qualquer alteração na frequência e também são importantes na transmissão de informações sobre o tempo dos sons. Essas também são as células nervosas de maior precisão do cérebro em termos de detecção temporal. Juntos, os núcleos cocleares e o restante do processo do sistema auditivo soam do mundo exterior, juntamente com sua localização, frequência e tempo.