Organizzate in triplette e localizzate nell' organo del Corti verso l'esterno rispetto all'asse della chiocciola, queste cellule sono i motori elettromeccanici che amplificano le oscillazioni della coclea. Contraendosi o dilatandosi esse fanno leva sulll'organo di Corti così da generare forze capaci di neutralizzare la resistenza viscosa della partizione cocleare. In questo modo le oscillazioni elastiche della membrana basilare tendono a persistere, come succede alle corde di una chitarra elettrica. In certi casi la viscosità può essere addirittura sovraccompensata determinando l'innesco di oscillazioni spontanee. Alcuni fischi all'orecchio hanno questa origine. Esse formano dunque il motore dell'amplificazione cocleare. Queste cellule sono in contatto con terminazioni nervose (non rappresentate in figura) che solo in minima parte trasmettono segnali al ganglio acustico. Infatti il 95 % di queste fibre nervose portano segnali alle cellule ciliate esterne e hanno pertanto un ruolo di regolazione dell'amplificatore cocleare. La motilità delle cellule ciliate esterne è regolata dalle stereocilia: un fascio di tubicini rigidamente installati su uno zoccolo rigido posto alla sommità cellulare. Le stereocilia si trovano immerse nell'endolinfa, un fluido che possiede un potenziale elettrico di +80 millivolt rispetto a quello della perilinfa che circonda la parte inferiore della cellula. Sempre rispetto a questo, l' interno delle cellule possiede invece un potenziale negativo di -70 millivolt, mantenuto dalle potenti batterie a sodio e potassio delle mebrane cellulari. Pertanto, attraverso le stereocilia si forma una differenza di potenziale di circa 150 millivolt capace di generare correnti elettriche fino a 2-8 nano Ampère appena le stereocilia vengano … bucate. Ed è precisamente questo che avviene. Quando le stereocilia più alte si inclinano leggermente per effetto delle oscillazioni della membrana tectoria, il fascio stereocilare si apre a ventaglio, mettendo in tensione filamenti proteici che fanno aprire i canali stereociliari, piccole valvole poste sulle sommità stereociliare. L'apertura di questi canali determina l'ingresso di correnti elettriche sufficienti a depolarizzare la cellula di alcuni millivolt, causando la contrazione della cellula.
Ogni cellula ciliate esterna trasmette la forza attraverso una cellula cuscinetto (cellula di Deiters) che, come un ammortizzatore, trasmette meglio alle frequenze più elevate che a quelle più basse. Questo effetto è importante perché compensa la caduta di risposta alle alte frequenze dovuta alla capacità parassita della membrana cellulare in modo da equalizzare la risposta dell'amplificatore cocleare a tutte le frequenze di stimolazione.
