Il funzionamento da un punto di vista fisico è il seguente: La pelle sotto la campana "aperta" funziona come un diaframma il quale possiede una frequenza di risonanza che è proporzionale alla compressione della pelle ed inversamente proporzionale al diametro della campana stessa. Ciò implica una certa variabilità nella frequenza di risonanza, per cui un suono cardiaco (a bassa frequenza), può non essere percepito attraverso lo strumento di auscultazione se questo viene premuto fortemente contro la pelle. La campana "chiusa" dello stetoscopio invece, non è altro che una campana dotata di un diaframma con una sua frequenza di risonanza, di solito abbastanza elevata da smorzare i suoni a bassa frequenza. Di conseguenza, lo stetoscopio a campana chiusa viene utilizzato soprattutto nell'auscultazione dei suoni polmonari, i quali hanno una frequenza meno elevata di quelli cardiaci. 