Принцип дії методу "Томатіс" - сенсорна звукова стимуляція. Звук передається двома шляхами: шляхом кісткової провідності, викликаної вібрацією у верхній частині черепа, і шляхом повітряної провідності, при якій звукові коливання передаються через зовнішнє вухо. Звукові сигнали,що використовуються в наших пристроях пройшли попередню обробку в лабораторії з накладенням ефекту "Томатіса", тому вони стимулюють активність всього внутрішнього вуха цілком, в тому числі тих його частин, які впливають на слухові і моторні функції. Звук передається спочатку на барабанну перетинку, а потім завдяки кістковій провідності стимулює рефлекс скорочення-розслаблення м'язів коваделка і молоточка. Цей ефект досягається в результаті перцептивного звукового контрасту (дворазового чергування частоти та інтенсивності звуку), який "дивує" вухо.
У результаті вібрації, викликаної звуковими коливаннями, ці м'язи, у свою чергу, приводять в рух равлик і вестибулярну мембрану середнього вуха. Зсередини равлик покритий волосовими клітинами, які перетворюють звукову вібрацію в електричні імпульси. Ці імпульси надходять у ретикулярну формацію головного мозку, яка являє собою велику нейронну мережу, контролюючу загальний рівень активності мозку. Інакше кажучи, равлик і вестибулярна мембрана створюють нервові імпульси, що стимулюють головний мозок; в цьому випадку ми говоримо, що вони виконують функцію "зарядки кори головного мозку".
Більше того, вестибулярна мембрана передає в мозок сигнали про самі незначні рухи тіла, тому безпосередньо впливає на почуття ритму і рівновагу. Тому так важливо, щоб цей сигнал був гармонійним і правильним. Це означає, що стимуляція слухового апарата повинна бути ефективною.