神经解剖学和神经生理学的研究证明，怀孕第4周，受精卵便生出一根头大尾细的神经管，能对直接或间接的刺激作出反应。第8周的胎儿大脑皮层就已能粗略分层，脑细胞发育迅速，对母亲传来的信息较敏感。到第23周时，胎儿的大脑皮层结构形式，沟回逐渐增多，到出生前，脑细胞分裂基本完成，脑发育也基本定型。这些是胎儿能接受“胎教”的物质基础。
有人对孕妇进行子宫内窥镜检查，发现胎儿眼睛能随光线活动；用细棍触胎儿手心，手指会握紧；触足底，膝可屈曲，这表明胎儿对来自母体内外的刺激都有反应。用多普勒超声测定仪监测，在不同的音响出现时，发现胎儿心跳次数有变化，这说明声音可传入胎儿的听觉器官，通过生理反射而引起心跳变化。用灯光照射，则可见胎动频繁，并出现膈肌痉挛。
另一方面，母亲的心理状态所引起的生殖效应对胎儿也有重要影响，通过B超可观察到，孕妇愤怒时，胎儿也不安地乱动，孕妇陷入悲伤时，胎儿活动减少。比利时一位医生用电子仪器观察到，孕妇做梦时，8个月的胎儿和母亲有同样的特点，身体不动，眼动迅速，胎儿的眼动与母亲的慢波、快波睡眠是同步的。
北京天坛医院的研究人员从1985年起对胎教的作用就进行了系统的研究。他们观察了音乐胎教对婴幼儿听觉脑干电位的影响的检测情况，发现经过音乐胎教的婴幼儿神经系统发育成熟程度明显优于未经胎教的。研究人员还追访了坚持胎教的30名儿童，发现其中爱唱爱跳的占73%，比未经胎教的多2.3倍。另外，智商测定分数也高于未经胎教的儿童。
综上所述，胎教是有科学依据的，实践上也是可行的。