因两耳间的距离而使声波到达两耳时产生的时间差。
若以声速344米／秒计，则波阵面将以1厘米／0．029毫秒的速度前进，当两耳在90°方位角最大的距离差时产生的最大时间差约为0．8毫秒。研究表明，两耳间的时间差虽与声波的频率有关，但更主要的是与方位角的大小有关。
一般情况下，声源每偏离正中面5°，两耳间的时间差将增加50微秒。
对于刚可觉察到的两耳时间差阈限的大小，不同性质的声音有所不同。
如将具有一定带宽的噪声、1000赫兹的纯音和持续1毫秒的短声作比较，其双耳时差分别为9微秒、11微秒和28微秒。两耳间的时间差可为两耳间的强度差所补偿(微秒／分贝表示)。
这种时间与强度的互换受多种因素影响，如声音的绝对强度、频率或频带、持续时间以及噪声的存在等。双耳时间差是声源定位的重要线索。