猫的耳朵位于头部两侧，外耳部分主要由耳廓和外耳道构成。耳廓位于眼睛上方，稍微向后，呈现出独特的外形。它的作用不仅是捕捉声音，也能帮助声音准确地传入耳道。耳廓的外表被皮肤覆盖，尤其是背面和外侧，生长着丰富的毛发。耳廓的内外层之间有一层弯曲的软骨，连接着大量的肌肉，正是这些肌肉让耳廓能够灵活地动起来或微微。外耳道则从耳廓的底部延伸向内，最终连接到鼓膜。外耳道的形状呈L型，内外两段之间形成约90度的角度，外侧为较短的竖直段，而则较长并水平延伸。
进入中耳后，声音波动通过鼓膜传递。鼓膜背后是一个空腔，称为骨鼓膜腔，有三块微小的听骨——锤骨、砧骨和镫骨。它们通过振动将声音信号逐渐放大，最终将声音信号传递到内耳的椭圆形窗口。中耳还通过咽鼓管与咽部相连接，这条管道的作用是调节中耳压力，保持耳内外压力平衡。
内耳位于颞骨内，包含两个主要部分：骨迷路和膜迷路。骨迷路是由充满液体的薄膜构成的，内耳包括耳蜗、前庭和半规管三个部分。耳蜗负责将声音振动转化为信号，并将其传送到大脑；前庭和半规管则主要与平衡感知相关，帮助大脑判断头部的方向和运动状态。这些信息通过第八脑的前庭蜗传送，最终让大脑解读这些信号，从而实现听觉和定位平衡。
耳朵的功能主要包括两个方面：听觉和维持身体平衡。
在听觉方面，声音以声波的形式进入耳道并撞击鼓膜，使其开始震动。这些振动通过三块听骨的链条传递，最终由镫骨传递到内耳的椭圆形窗，带动耳蜗的液体震动。耳蜗内的细胞将这些振动转化为电信号，传送到大脑，大脑通过分析这些信号来识别声音。
至于平衡功能，内耳的半规管可以感知头部转动时液体的运动，帮助大脑判断头部的运动方向和速度。而另一部分则响应重力变化，向大脑反馈静止时的头部姿势。
小猫的听力在出生时并未完全成熟。其外耳道通常在出生后的6到14天（平均9天）开始开放，到17天时才完全打开。耳廓的发育也逐渐加深，直至31天才完全成熟。在出生后的前几天，猫咪的耳蜗就能开始感知声音，最初能听到约100分贝、频率为500到2000赫兹的声音。随着时间的推移，这一范围逐步扩大，到了第6天，能听到200到6000赫兹的声音。对尖锐噪音的反应通常出现在第7天，而声音定位能力也在同一时期开始形成。到3至4周龄时，猫咪已经能够识别自己窝内伙伴的声音，并做出防御性反应，如弓背和嘶嘶声。到了第5周，这些反应逐渐稳定。
猫的听觉特性十分独特，但很多细节尚未完全了解。有人认为，猫比人类更加依赖听觉，尤其是作为夜行性捕猎者，这一特性尤为重要。猫的听力范围包括了人类无法听见的超高频声波，最高可达40,000赫兹以上，而人类的听力极限通常在19,000赫兹左右。猫的听觉灵敏度非常高，甚至能够分辨非常细微的音高差异。例如，它们能够区分每秒四次和每秒六次的点击声。
随着年龄的增长，猫咪的听力逐渐衰退，尤其是在高频声音的听力方面逐步减弱。
猫的耳廓形态和灵活性对于声音的定位至关重要。耳廓可旋转约180度，这使得猫可以灵活地调整耳朵的方向，从而精确捕捉来自不同方向的声音。通过耳朵之间听到声音的微小时间差，猫可以准确判断声音的来源。尤其是在高频声音时，这种声音定位的能力尤为重要。
在猫的耳蜗结构中，它的长度约为人类耳蜗的三分之二，尽管它的毛细胞数量少于人类，但与更多的节细胞相连接。这使得猫的听觉系统能更广泛地响应不同频率的声音，尤其在低频和高频音响方面，猫有着超乎寻常的辨别能力。
猫的听觉在声音定位中起着至关重要的作用。尽管猫的元对声音的反应在某些频率范围内有所不同，整体来看，它们的声音定位能力仅比人类差2度左右。
长期使用某些物，尤其是氨基糖苷类物，可能会损害猫的听力。例如，卡那霉素会影响耳蜗的毛细胞，导致高频听力丧失，而链霉素的长期使用也可能导致耳聋。猫的听力保护需要特别关注，尤其是老年猫咪的听觉衰退和物带来的潜在影响。