Lange dachte man, dass subjektiver Tinnitus im Innenohr entsteht. Diese Theorie kann jedoch nicht aufrechterhalten werden, da Tinnitus nach Durchtrennung des Hörnerves in der Regel fortbesteht.
Mit Hilfe von bildgebenden Verfahren konnte gezeigt werden, dass bei Patienten mit Tinnitus die neuronale Aktivität in verschiedenen Gehirnarealen verändert ist. Es wird angenommen, dass Tinnitus infolge von Hörstörungen in ähnlicher Weise entsteht wie Phantomwahrnehmungen und -schmerzen. Man vermutet, dass das Gehirn versucht, die Hörstörung zu kompensieren und dabei die Aktivität in der zentralen Hörbahn hochreguliert. Die so entstehende übermäßige Aktivität in der zentralen Hörbahn wird dann als Tinnitus wahrgenommen. Daher hilft in einigen Fällen bei Kombination Tinnitus und Schwerhörigkeit die Hörgeräteanpassung. In einigen Fällen die zusätzliche Anpassung eines sogenannten Noisers, wobei das störende Geräusch überlagert wird.

Viele Patienten nehmen in stressbeladenen Lebensphasen und Situationen, in denen es ihnen psychisch schlecht geht, verstärkt Ohrgeräusche wahr. Gehirnareale, die in die Stress- und emotionalen Verarbeitung involviert sind, etwa die Mandelkerne, regulieren wiederum die Aktivität in der auditorischen Bahn und beeinflussen auf diese Weise die Tinnituswahrnehmung.