Les écouteurs et les casques audio peuvent être considérés comme de petits haut-parleurs. On s’attend donc à ce que les transducteurs (transformant l’énergie électrique en énergie acoustique) soient de même nature.
Les haut-parleurs utilisent plus principes physiques pour fonctionner :
- électrodynamique : une bobine mobile parcourue par un courant variable se déplace dans un champ magnétique uniforme. Une membrane légère solidaire de la bobine produit un déplacement d’air, donc un son.
- électromagnétique (à réluctance variable) : une membrane métallique située dans un champ magnétique variable se déforme et produit un son. Le noyau de la bobine fixe est constitué d’un aimant permanent.
- électrostatique (condensateur à deux membranes conductrices séparées par un matériau isolant) : une membrane mobile se déplace par rapport à une électrode fixe sous l’effet d’un champ électrostatique variable. Le champ électrique doit être élevé et les membranes doivent être très proches pour que le rendement soit acceptable.
- piézoélectrique : une membrane est solidaire d’un matériau piézoélectrique qui se déforme lorsqu’un applique une tension électrique à ses bornes.
- ionique : une tension haute fréquence proportionnelle à l’amplitude du signal audio est appliquée à des électrodes qui produisent une variation de pression de l’air situé entre ces électrodes.
Dans la réalisation des écouteurs, il faut tenir compte de l’encombrement du système et de la consommation. Il n’existe donc pas d’écouteurs ioniques, et les écouteurs électrostatiques nécessitent des amplificateurs à tension modulée de sortie élevée (plusieurs centaines de volts) en plus d’une tension de polarisation élevée. Les écouteurs électrostatiques ne sont donc pas utilisables sur des appareils mobiles (MP3, iPod).
De la même façon qu’il existe des enceintes acoustiques incluant plusieurs haut-parleurs, il existe des écouteurs de petites dimensions (intra-auriculaires) avec plusieurs transducteurs (in-ear monitors pour les retours de scène) comme le SE535 de Shure, ainsi que des casques audio composés de plusieurs mini haut-parleurs (ex : technologie 7.1 surround avec 5 haut-parleurs par écouteur).
Certains écouteurs utilisent une technique spéciale : la conduction osseuse. Dans ce cas, il n’y a pas de membrane déplaçant de l’air, mais une masse placée contre les tempes (près des oreilles) pour appliquer les vibrations directement sur les os du crâne.