咕嚕聲是貓假聲帶震動時發出的聲音。從醫學的角度看，貓喉的骨架由甲狀軟骨和環狀軟骨組成。喉腔分為3個部分，上部是喉前庭，尾緣是假聲帶。假聲帶和真聲帶之間的空腔是喉腔的第二部分。第三部分是聲帶和軟骨環之間的空腔，十分狹窄。貓的咕嚕聲就是假聲帶震動時，通過喉腔共鳴而發出聲響。
其實貓打咕嚕時並沒有睡著，貓在平時玩耍時、真正睡著時是不會打呼嚕的。只有貓感到滿足時，或臥在主人懷裡輕鬆愉快精神放鬆時，才會發出輕快的呼嚕聲。
在這一點上，成年貓和波斯貓較為突出，而小貓一般很少打呼嚕。波斯貓是因為鼻道較短才愛打呼嚕，成年貓卻是因為更懂得享受貓生，更了解人的愛撫和親暱而發出滿意的呼嚕聲。除此之外，小貓或大貓如果不論在什麼情況下，都不停的發出呼嚕聲，就有可能是呼吸道感染病毒了，對此切不可輕心大意。
從進化的角度上，打呼嚕給貓咪帶來的好處多多。許多野生動物也會發出類似呼嚕的聲音，但家貓的呼嚕聲比較特別，貓媽媽照顧小貓的時候，或者在人撫摸、餵養貓咪的時候，都能聽到這種呼嚕呼嚕的聲音。很多人以為貓只是在高興的時候打呼嚕，但其實在貓咪緊張的時候——比如見到獸醫——也會打呼嚕。有人認為，呼嚕是貓表示友好或希望不要受到傷害的信號。德國動物行為學家Paul Leyhausen認為貓通過呼嚕聲表明自己沒有威脅的意圖。蘇賽克斯大學的科學家則發現，貓咪的呼嚕（或者應該說是有些呼嚕），是它們向主人要求食物的一種方式。
治療假說
科學家發現貓是通過喉部和膈肌的間歇性振動來製造呼嚕聲的。貓在呼氣和吸氣的過程中能持續地打呼嚕，聲音頻率在25到150赫茲之間。許多研究顯示，這一頻段的聲音能有助於提高骨骼密度，促進傷愈。這種聯繫也可能為人類帶來益處。太空人在零重力的情況下，骨骼和肌肉幾乎毫不費力就能完成站和坐等動作，久而久之就常常出現骨骼密度下降、肌肉萎縮的現象。貓咪能夠通過長時間休息和睡眠來保存能量，而打呼嚕可能就是用來刺激骨骼和肌肉的一種很「低碳」的方式。也有人認為，貓在打呼嚕的時候，大腦會分泌具有類似止痛片功效的荷爾蒙，使貓的身體放鬆。「貓有九條命」的傳說來源於貓的生命力頑強，這可能也與呼嚕有關。同樣是人類馴養的寵物，狗出現發育障礙和骨質疏鬆的概率就比貓高得多，箇中緣由也許就是打不打呼嚕。
說貓咪呼嚕的時候是高興和滿意聽起來很有愛，但更靠譜的說法應該是：呼嚕是貓的一種交流方式，同時也是自我療傷的秘方。
我們知道貓科動物在什麼時候發出「咕嚕」聲，這種聲音聽上去是什麼樣子的，但是我們仍然不能確定為什麼貓持續發出「咕嚕」聲以及是什麼結構使得他們可以發出這樣特殊的聲音。也許即使最終我們有了答案，養貓的人們也許並不想要去求知甚解。畢竟不論如何，貓的「咕嚕」聲被我們稱為終極的舒適快樂之聲達幾個世紀之久。最後，也許實際上小貓咪並不是因為他開心而咕嚕，而不過是為了安慰自己不得不被這些好動的人們亂摸了第五萬次頭。