De um ponto de visto físico, podemos olhar para o som como sendo uma vibração que se propaga num meio elástico: sólido, líquido e gasoso. Já no que à definição “biológica” diz respeito, o som pode ser encarado como a sensação produzida no ouvido pela vibração das partículas que se deslocam, sob a forma de onda sonora, através de um meio elástico que as propaga. Qualquer som, como uma nota musical, pode descrever-se especificando três atributos: a altura, a intensidade e o timbre. Estes correspondem a três características físicas: a frequência, a amplitude e a composição harmónica ou forma de onda.
Existe uma diferença entre um som agradável e um ruído. Um som agradável é produzido por vibrações regulares e periódicas. Em contrapartida, o ruído é um som complexo, uma mistura de diferentes frequências ou notas sem relação harmónica que provocam uma sensação confusa, sem uma entoação determinada. Todos os sons gerados pela natureza, ou por um instrumento musical, além da frequência principal que geram, produzem harmónicos, que mantêm uma relação matemática com o som principal: o dobro, o triplo, quatro vezes a frequência do som principal. O ouvido e o cérebro humano evoluíram de forma que, quando escutamos sons cujas frequências estão em proporção simples, dois para um, três para dois, quatro para três, entre outras, reconhecemo-los como agradáveis.
Altura
Os sons musicais são produzidos por processos físicos como uma corda a vibrar, o ar num instrumento de sopro. A característica mais importante desses sons é a sua “elevação” ou “altura”, o número de vibrações por segundo, isto é, a sua frequência. A frequência mede-se em hertz (Hz) ou número de oscilações por segundo. Os sons de maior ou menor frequência, mais aguda ou “alta” será a nota musical. Essa altura é uma propriedade subjetiva de um som, pelo que a frequência é uma definição física quantitativa, que se pode medir com aparelhos sem uma referência auditiva, mas a elevação é a nossa avaliação subjetiva da frequência. A perceção pode ser diferente em situações distintas, pelo que, para uma frequência específica, nem sempre temos a mesma elevação.
Intensidade
A distância a que se pode ouvir um som depende da sua intensidade, que é o fluxo médio de energia por unidade de área perpendicular à direção de propagação. Por exemplo, num meio homogéneo, um som será nove vezes mais intenso a uma distância de 100 metros do que a 300 metros, é também assim que o percecionamos quando nos afastamos da fonte.
Timbre
Se o tom permite diferenciar uns sons de outros pela sua frequência, e a intensidade distingue os sons fortes dos fracos, o timbre completa as possibilidades da arte musical porque permite distinguir sons com a mesma frequência e intensidade produzidos por diferentes instrumentos.
Normalmente, ao fazermos vibrar um corpo, não obtemos um som puro, mas um som composto por sons de diferentes frequências. A estes chamamos harmónicos. A frequência dos harmónicos é sempre um múltiplo da frequência mais baixa, chamada frequência fundamental ou primeiro harmónico. Por exemplo, se se tocar a mesma intensidade o “lá” situado sobre o “dó” central num violino, num piano e num diapasão, os sons serão idênticos em frequência e amplitude, mas muito diferentes em timbre.
