อวัยวะรับความรู้สึกสองอย่างภายในหูชั้นในจะเป็นตัวจับการเคลื่อนไหวและทิศทาง ซึ่งแยกจากอวัยวะที่ใช้ในการได้ยิน (แก้วหูและหูชั้นในรูปหอยโข่ง (cochlea)) อย่างชัดเจน สมองจะใช้ข้อมูลเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวและทิศทางในการควบคุมความสมดุลของร่างกาย อวัยวะที่ใช้ตรวจจับทั้งสองคือ ท่อครึ่งวงกลมที่มี 3 ท่อย่อยที่ภายในเต็มไปด้วยของเหลวและอวัยวะที่เป็นกระดูก (otolith) ซึ่งมีโพรง 2 โพรงที่เต็มไปด้วยของเหลวเรียกว่า ยูทริเคิล (utricle) และแซ็คคูล (saccule) ที่อยู่ภายในสมอง โพรงเหล่านี้จะมีเซลล์ขนที่มีลักษณะคล้ายกับขนที่ใช้ในการได้ยินภายในหูชั้นในรูปหอยโข่งคอ เมื่อหัวของเราเคลื่อนไหว ของเหลวภายในโพรงเหล่านี้จะเคลื่อนที่ไปรอบๆ เหมือนกับการเคลื่อนที่ของน้ำในขวด การเคลื่อนที่ของของเหลวจะไปฉุดเซลล์ขน ซึ่งจะไปเพิ่มหรือลดกระแสประสาทแล้วส่งไปยังสมอง