Las teorías más importantes basadas en datos científicos de investigación y más sometidas a debate han sido las siguientes:
a) Teoría mioelástica primitiva de Ewald (1989). La vibración vocal resulta del paso del flujo aéreo respiratorio entre las cuerdas vocales, estando éstas más o menos estiradas y en posición de aducción por contracción de las mismas. El paso del aire origina un movimiento pasivo vibratorio de la cuerda vocal, que es un elemento elástico, por la misma presión del aire a su paso desde la subglotis, estando mantenida la corriente aérea por el fuelle pulmonar. La función del sistema nervioso en este mecanismo sería la de mantener una tensión suficiente en las cuerdas, de tal forma que las características del sonido emitido dependen exclusivamente de la presión infraglótica y de la tensión de los pliegues vocales. Por tanto según esta teoría la fonación sería el resultado de la sucesión repetitiva de estos fenómenos: apertura de la glotis, escape de un pequeño volumen de aire, disminución de la presión infraglótica, actuación de la fuerza elástica y cierre de la glotis, elevación de las presiones infraglóticas, y así sucesivamente.
Esta teoría es insuficiente, pues no explica como puede un sonido experimentar una variación de intensidad sin modificar su altura. Sólo la existencia de cambios en la masa de las cuerdas vocales durante su vibración puede responder a esta cuestión. Se la denomina primitiva porque posteriormente se han propuesto múltiples modificaciones a esta teoría básica.
b) Teoría neuro-cronáxica de Husson (1950). Según esta teoría, las aperturas de la glotis se producirían por contracciones rápidas del músculo tiroaritenoideo interno, obedeciendo a impulsos nerviosos centrales a través del nervio recurrente. Considera, por tanto, que las cuerdas vocales tienen una función activa. Según esta teoría el mecanismo regulador de la altura del sonido sería independiente del mecanismo regulador de la intensidad.
La frecuencia de los impulsos motores procedentes del nervio laríngeo recurrente, condiciona la frecuencia de su vibración, y, por tanto, la altura de su sonido. De este modo, el mecanismo regulador de la altura de los sonidos (frecuencia de impulsos recurrenciales) sería independiente del mecanismo que regula la intensidad de los sonidos (presión infraglótica).Esta teoría atribuye al sistema nervioso un papel primordial en la fonación, siendo imprescindibles sus estímulos para la emisión de sonido laríngeo. Pero dos hechos contravienen esta teoría, por una parte, para que el sonido se emita es necesario una fuente de aire espiratorio, y por otra parte ni el sistema nervioso, ni el sistema muscular, pueden engendrar potenciales de acción capaces de producir la frecuencia que se requiere para obtener los sonidos de registro más agudo que alcanzan algunos cantantes y que pueden llegar a los 2000 ciclos por segundo. Esta teoría está además condenada, al haberse observado que las fibras del músculo vocal mantienen un carácter groseramente paralelo, al igual que las del ligamento vocal, y que hay una ausencia de sincronismo frecuencial entre ellas; esto ha sido constatado en los trazados electromiográficos del músculo vocal, entre los potenciales de acción muscular y el sonido. Esta teoría olvida la función de la mucosa vocal, a la que no otorga ninguna función.
c) Teoría microondulatoria (1962). Intentando completar la teoría neurocronáxica, el Dr. J. Perelló lanzó la teoría microondulatoria, la cual hoy en día es quizás la más admitida, aunque con gran número de matizaciones. Perelló, partiendo de la base de la teoría neurocronáxica, hace una serie de apreciaciones de la fisiología fonatoria. Así, no se produce una vibración propiamente dicha de las cuerdas vocales, sino un movimiento ondulatorio, u ondulación, de abajo hacia arriba de la mucosa y de las partes blandas que recubren los repliegues vocales, provocado por la corriente aérea respiratoria, exactamente igual a una bandera, o una superficie líquida agitada por el viento. Esto es factible gracias a la gran laxitud de la mucosa de la laringe.