音乐声学理论研究的就是作为所有音乐基本元素的声音的本质。
音高取决于单位时间内振动的次数，即频率。进一步区分声音的尺度是音强。音强与发音体的物质特性相关。不同种类乐器发出的相同音高的声音，在音调特征上，在音色上却表现出明显的差异。
当若干个不同振动频率的声音同时发出时，就产生音调。为了区别于各个声音，音调由多个不同音高声音的总和组成。
我们在某种乐器上作为单个声音所感受到的，实际上已经是一个音调，就是说，它是多个不同音高的声音的总和。单音——我们称之为基础音——同时发出的还有一系列可听到的更弱的声音。只要这些声音发出比基础音更高的振动频率，即我们感受到比基础音更高更亮的声音，我们就把这些声音称为泛音。
如果我们把一根琴弦做不同的划分，使由此发出的音的频率是原始音频率的一个整数倍数，那么就能发出——数学上准确的——基础音各种不同的泛音。如果把用这种方法发出的音左右相连，便组成了音阶。
约翰·塞巴斯蒂安·巴赫是第一个将新调音法的可能性在其作品《平均律钢琴曲集》的前奏曲和赋格曲中采用并演示的人。从此，人们可以在键盘乐器中用所有的调进行演奏。
每一种乐器和每一个人声唱出来的元音均属于一定的频率范围，在该范围内，泛音的共振特别强烈。这种对各种乐器的音色具有决定性意义的频率范围也可称为共振范围。
弦乐器
弦乐器是通过用弓拉弦而发出声音的。由此而产生的声音经过乐器的共鸣箱而增强放大。这类乐器组在当今的代表是小提琴、中提琴、大提琴和低音提琴。
拨弦乐器
用手指或琴拨拨动或拉动绷紧的琴弦，作为共鸣箱的琴身再次产生共鸣。属于这个乐器组的乐器五花八门，如吉他、琉特琴、竖琴、曼陀林、巴拉莱卡琴、班卓琴，当然还有齐特琴和大洋琴。
吹奏乐器
所有吹奏乐器的共同原则是吹嘴中振动的产生，这种振动将传导到一根气柱上并由此产生声音。木管乐器有竖笛、长笛和单簧管、双簧管，还有巴松管和萨克森管。铜管乐器有圆号、小号、长号和大号。
键盘乐器
三角钢琴和立式钢琴通过小槌敲击琴弦发出声音，而羽管键琴则通过弹拨羽茎发出声音。管风琴的声音产生方式与木管乐器相同。钢片琴也是一种键盘乐器，但在这种乐器中用小槌敲击的不是琴弦，而是金属小片。
风琴乐器
通过键盘演奏的风琴乐器仅构成一个自己单独的组。在这类乐器中，由一股气流振动已定音的金属簧片而使乐器发出声音。属于这类乐器的有手风琴、班德琴和口琴。
打击乐器
音高的打击乐器：定音鼓。
棒击乐器：木琴、马陵巴琴或震音钢片琴、钟琴，钢片琴。
噪声乐器：鼓、钹、响板等。
电子乐器
电吉他、电钢琴、电子音响合成器、声音采样器。
人声声部的四个主要组别是：
女高音声区、女低音声区、男高音声区、男低音声区
如果我们把交响乐队的演奏乐器与这四个人声声部组的关系分别对应，即可得到如下所示：
女高音声区乐器：长笛、双簧管、单簧管、小号、小提琴
女低音声区乐器：英国管、单簧管、中提琴
男高音声区乐器：巴松管、圆号、大提琴
男低音声区乐器：低音单簧管、巴松管、长号和大提琴