La resolución temporal es la capacidad del sistema auditivo de percibir los rápidos cambios que se producen en la energía acústica a lo largo del tiempo. Estos cambios en la energía percibida se refieren, generalmente, a la onda envolvente más que a la estructura fina de la onda.

El habla consiste en la rápida sucesión de fonemas a lo largo del tiempo, hasta doscientas palabras por minuto, siendo el oído capaz de detectarlos e identificarlos todos. En el caso de la música, el tempo más rápido es el prestissimo, que indica que se producen más de doscientas notas por minuto.

Se puede medir la resolución temporal obligando al oyente a detectar el intervalo de silencio. Así, se le presentan dos tipos de sonidos, uno continuo y otro con un intervalo de silencio. El oyente debe indicar cuál es el sonido que presenta el silencio. Se busca el umbral de detección del tiempo. El tiempo mínimo que necesita el oído para percibir el silencio.

En estas pruebas podemos utilizar bien tonos puros o algún tipo de ruido. El problema surge al utilizar tonos puros ya que un cambio en las características temporales del sonido da lugar a modificaciones espectrales. El sistema auditivo es excelente detectando esos cambios espectrales. Por lo tanto, no se puede juzgar si los cambios en la percepción son debidos a las modificaciones temporales introducidas en el tono o a los cambios espectrales del mismo. Para evitar este problema se utiliza ruido blanco, de modo que las modificaciones en el espectro que se produzcan al introducir un cambio en el patrón temporal sean enmascaradas. Se ha calculado que el umbral de detección del intervalo de silencio cuando se utiliza ruido blanco es de tres milisegundos.

Algunos de los fenómenos que ya se han estudiado en puntos anteriores como el ringing, la persistencia de la vibración de la membrana basilar cuando el sonido ya se ha apagado ponen un límite a la resolución temporal, el tiempo que tarda este fenómeno en disiparse. Este fenómeno parece ser que es de más larga duración en las frecuencias bajas que en las altas.