神經解剖學和神經生理學的研究證明，懷孕第4周，受精卵便生出一根頭大尾細的神經管，能對直接或間接的刺激作出反應。第8周的胎兒大腦皮層就已能粗略分層，腦細胞發育迅速，對母親傳來的信息較敏感。到第23周時，胎兒的大腦皮層結構形式，溝回逐漸增多，到出生前，腦細胞分裂基本完成，腦發育也基本定型。這些是胎兒能接受“胎教”的物質基礎。
有人對孕婦進行子宮內窺鏡檢查，發現胎兒眼睛能隨光線活動；用細棍觸胎兒手心，手指會握緊；觸足底，膝可屈曲，這表明胎兒對來自母體內外的刺激都有反應。用多普勒超聲測定儀監測，在不同的音響出現時，發現胎兒心跳次數有變化，這說明聲音可傳入胎兒的聽覺器官，通過生理反射而引起心跳變化。用燈光照射，則可見胎動頻繁，並出現膈肌痙攣。
另一方麵，母親的心理狀態所引起的生殖效應對胎兒也有重要影響，通過B超可觀察到，孕婦憤怒時，胎兒也不安地亂動，孕婦陷入悲傷時，胎兒活動減少。比利時一位醫生用電子儀器觀察到，孕婦做夢時，8個月的胎兒和母親有同樣的特點，身體不動，眼動迅速，胎兒的眼動與母親的慢波、快波睡眠是同步的。
北京天壇醫院的研究人員從1985年起對胎教的作用就進行了係統的研究。他們觀察了音樂胎教對嬰幼兒聽覺腦幹電位的影響的檢測情況，發現經過音樂胎教的嬰幼兒神經係統發育成熟程度明顯優於未經胎教的。研究人員還追訪了堅持胎教的30名兒童，發現其中愛唱愛跳的占73%，比未經胎教的多2.3倍。另外，智商測定分數也高於未經胎教的兒童。
綜上所述，胎教是有科學依據的，實踐上也是可行的。