スピーカー
スピーカー（）は電気信号を物理振動に変えて、音楽や音声などの音を生み出す機械である。語尾を伸ばさずにスピーカ、 ラウドスピーカー（）、拡声器とも呼ばれる。スピーカーユニット（後述）と区別するために、エンクロージャー（後述）に纏められたものをスピーカーシステムと呼ぶことがある。
電気によって音を出す機器には、スピーカー以外にチャイムやブザーやベルなどがあるが、これらは警告音など、単に報知のために音を発生させることを目的としており、決まった振動数の音や固定されたメロディを発生させるのが普通である。それに対してスピーカーは、声や楽器音などの自然音をマイクロホンなどで変換した電気信号を、再び元の音波として再生することを目的としている。したがって、入力された電気信号の波形を忠実に音の波形へ変換する必要性から、生成される音に歪みや雑音などがなるべく加わらないように設計される。現在では様々な方法で直接に電気信号として作られた音源を、音として再生するのに使われる場合もある（電子音楽）。
スピーカーは、肉声や音楽をその場で大音響にして遠くまで伝える拡声器（メガホン、ウェアラブルスピーカー）、携帯電話やラジオ・テレビ受信機、そして、音楽などをより原音に忠実な音で再生するための高級オーディオ機器に到るまで様々な音響製品に組み込まれ、それぞれの目的に応じた多くの形式がある。
スピーカーの音の出る部分をスピーカーユニット（または単にユニット）と呼ぶ。これらは単体で使われることは少なく、エンクロージャーに取り付けられたり、テレビや電話などの部品として内蔵されたりする。
ひとつのユニットでヒトの可聴域（およそ 20 — 20,000 Hz）全てを再生するのが理想であるが、現実には製作が難しい。そこで、特定範囲の周波数に特化したスピーカーユニットも存在する。各ユニットは担当する周波数によって、以下のように分類される。
なお、どの範囲の周波数が超低音・低音・中低音・中音・高音・超高音なのか、厳密な定義は存在しない。
これらのユニットを搭載することで以下のスピーカーシステムが作られている。
2ウェイ以上のスピーカー（フルレンジ以外のスピーカー）をマルチウェイスピーカーと呼ぶ。マルチウェイスピーカーにおいては、各ユニットの音域が重複しないように音域を制限する電気回路や電子機器を用いるのが通常である。パワーアンプの前（電圧信号の段階）で分割し音域毎に別のパワーアンプで駆動することもあるが、多くの場合パワーアンプで電力増幅後に分割される。各ユニットの音域の境界にあたる周波数をクロスオーバー周波数という。2ウェイであれば1つの、3ウェイであれば2つのクロスオーバー周波数が存在する。
マルチウェイスピーカーでは必然的に各ユニットの取付位置が異なるため、フルレンジと比較して楽器や声の位置がぼやけるという意見がある。これを解決するため、トゥイーターの上下を挟むように2つのウーファーを配置し、取付位置を見かけ上一致させたスピーカーシステムも販売されている。特殊な例として、ウーファーの中心部にトゥイーターを組み込むことで1つのユニットとした2ウェイユニットがあり同軸型（コアキシャル）2ウェイユニットと呼ばれる。
なお、上記のスピーカーシステムに、サブウーファーを別筐体として付加する場合もある。これは低音（超低音・重低音）のみを出すための専用スピーカーシステムである。ホームシアター製品のほとんどに付属しており、AV機器として広く普及しているといってよい。なお、サブウーファーについては、ドルビーデジタルなどのシステムにおいてLFEチャンネル(0.1ch）として付加される場合があるが、これはスピーカーが担当する音域を分割するものでなく、独立したチャンネルとして超低音を付加するものである。
受動素子のみで構成した音域分割用電気回路を「クロスオーバー・ネットワーク」あるいは「パッシブ・ネットワーク」（ないし単にネットワーク）と呼ぶ。
ネットワークはキャパシタとインダクタによるローパス・ハイパス等のフィルタによるチャネルディバイダと、各帯域のスピーカーの能率の違いによるアンバランスを調整する抵抗によるアッテネータから成る。
ネットワークの設計が正しく行われないと、位相特性や周波数特性が悪化する。このため、特に複雑なものは測定や試聴をくり返して最適な回路を組み上げていくのが普通である。
複雑なネットワークはその原理上位相がばらばらとなるし、バランスを取るのは組み合わせの数だけ難しくなる。そのため、音質上、それでも音域を分割したほうが良いのか、シンプルな構成のほうが良いのかについては、メーカー、ユーザーともに意見が分かれている。
ネットワークの設計において最も重要なのは、クロスオーバー周波数を適切に設定することである。ユニットを増やせば増やすほど再生できる音域は広がるが、反面クロスオーバー周波数が増えることでネットワークの設計が難しくなる。
一般的な音響機器に組み込まれているスピーカーユニットのほとんどがこの方式を採用している。1924年にチェスターW.ライスとエドワードW.ケロッグによって発明されてから現在に到るまでその基本構造が変わっていないのは、この方式がシンプルで優れているからである。
ダイナミック型のスピーカーユニットにはドーナツ型の永久磁石が用いられる。このドーナツの穴にあたる円筒形の空間に、それよりわずかに直径の小さい筒「ボイスコイル」が挿入されている。ボイスコイルはコイルの一種であり、紙やプラスチックの筒に導線を巻きつけたものである。この導線に音声信号が流れると、電磁石になるためボイスコイルが波形に合わせて前後方向に振動する。ボイスコイルには振動板が直結しており、この振動板が一緒に振動することで音声信号と等しい波形の音が空気中に放射される。これはリニアモーターの原理そのものであり、ダイナミック型スピーカーはリニアモーターの一種であるといってもよい。
上記の各パーツはフレームと呼ばれる骨組に固定され、1つのユニットとして完成したものになる。永久磁石はフレームに強固に固定されるが、ボイスコイルと振動板は振動する必要があるため、ボイスコイルはダンパーを介して、振動板はその外周を取り巻くように張られた「エッジ」と呼ばれる柔軟な膜を介して、それぞれフレームに固定される。ダンパーとエッジは振動板をフレームに固定するサスペンション（懸架装置）であるが、前後方向の動きだけは妨げないようになっている。また、ダンパーは振動板の固有振動を抑える役割もしている。フレームには通常ねじ穴があり、それによってユニットがエンクロージャーなどに取り付けられる。
磁気回路に使われる永久磁石には高い磁束密度が求められる。コストパフォーマンスに優れたフェライト磁石がよく使われるが、小型スピーカーには磁力の強いサマリウムコバルト磁石やネオジム磁石なども使われる。なお、以前はアルニコ磁石も高級品を中心に使われていたが、ニッケル価格が高沸したため現在ではほとんど見られなくなった。またアルニコ磁石には磁気抵抗が少ないというメリットがあるが、減磁しやすい、特殊な磁気回路が必要というデメリットもある。
理想的なスピーカーに求められる性能としては、原音に忠実で歪みがないこと、点音源であること、全ての方向に同一の音圧、同一の音質で音を放射すること等が挙げられる。これらを実現するため、振動板の形状や大きさ、取り付け方法が工夫されている。
振動板の形状としては、低音用にはコーン型（くぼんだ円錐形）、高音用にはコーン型やドーム型（ふくらんだ半球形）が主流である。1980年代前半に平面型が流行したが、現在はほとんど使われていない。正面から見て真円形のものがほとんどであるが、テレビなどへの内蔵用として楕円形や多角形のものも使われる。
なお、大きなコーン型振動板の中央に小さいコーン型振動板を取り付けることで、広い帯域の再生を狙った「ダブルコーン型」（サブコーン型、またはメカニカル2ウェイとも呼ばれる場合も）もある。
振動板には、分割振動や共鳴による固有振動が少ないこと、変換効率が良いことが求められる。このため、硬く（＝高ヤング率）、内部損失が大きく、かつ軽量な素材が使われる。また、経年劣化が少ないことも重要である。これら全てを高い次元で満たす材料を求めるのは容易でない。このため、ユニットの担当する音域に合わせて素材を変えるのが一般的になっている。なお、振動板の材質として軽量なものが好ましいと言っても、限界がある。あまりにも軽量だと低音に比して中音、さらには高音の音圧レベルが高くなり過ぎる。トゥイーター用としては好ましい特性であるが、ウーファー用としては好ましい事ではない。よって、ウーファー用のスピーカーユニットの振動板は、他のスピーカーユニットのそれよりも重い場合が多い。エンクロージャーとはスピーカーユニットを取り付ける箱のことである。音には障害物の向こうに回り込む性質（回折）があり、低音になるほど顕著である。このため、ユニットをむき出しのまま使うと、裏から出た低音が前に回り込んで打ち消しあい、低音が小さくなってしまう。そこで、ユニットをエンクロージャーに取り付けることで裏から出た音を遮断するのである。ユニットをエンクロージャーに組み込んだものをスピーカーシステム（または単にスピーカー）と呼ぶ。ほとんど全てのスピーカーはこの状態で市販されている。
エンクロージャーは、振動板の反作用によって振動する。また、内部で音が反射して定常波が発生する。これらは音質を悪化させるため、補強材や隔壁で強度を確保し、フェルトなどの吸音材で定常波を吸収する。このエンクロージャーの設計によってスピーカーシステム全体の音質が決定され、製品の個性となる。つまり、音質の悪化を限りなくゼロに近づけるには巨大な面積を持つ1枚の板にユニットを取り付ければ理論上可能である（平面バッフル）。しかし、事実上困難である為「箱型」になった。
箱の材質は固有の振動を持たないことと加工性と強度が要求されるため、通常は木質材料（MDF、パーティクルボード、合板）が使われる。樹脂製や金属製のものもあるが、樹脂製は小型で安価なもの、金属製は小型のものや高級品に限られている。
エンクロージャーには数多くの方式があるが、市販品のほとんどは「密閉型」か「バスレフ型（位相反転型）」である。以下に主な方式を記す。
エンクロージャーの形式は、スピーカーユニットとの相性がある。
なお、ユニットの前にラッパ状の曲面（ホーン）を取り付けたスピーカーを「フロントロードホーン型」と呼ぶ。これは上記の各エンクロージャーと組み合わせて使用されるものであり、エンクロージャーの方式を指す用語ではない。指向性をコントロールでき能率に優れている反面、大型になりやすい。超高級スピーカーや大型の自作スピーカー、コンサート用の大音響スピーカーに利用される。なお慣例として、ある程度以上の大きさかまたは後付のホーンにしか使われない言葉である。たとえばトゥイーターユニットには最初から数cmの小型ホーンが一体化されていることが多いが、これをフロントロードホーンと呼ぶことはない。
オーディオ用のスピーカーは「周波数特性」「歪率」「過渡特性」「指向特性」などを改善するために様々な工夫がなされており、音質の良し悪しの指標として使われる。スピーカーは、グラム単位の質量を有する振動板を動かすという構造上、歪みはどうしても大きくなる。適切に設計されたスピーカーの中には、可聴域（100Hz以上）の歪率が0.5%を切るものも存在するが、それでも他の機器（CDプレーヤー、アンプなど）の歪率が0.01%を切っていることを考えると2桁以上大きな歪率である。
歪みを発生させる非線形部品としてはダンパーやエッジ、そして設計が悪い磁気回路などが挙げられる。これらの非線形の影響が顕著になるのは振幅が大きい低音域のときである。等ラウドネス曲線が示しているがごとく、ヒトの聴覚は低音域の感度が鈍い。そのためたとえ低音・中音・高音がバランスよく鳴っているように聞こえる楽曲であっても、音響エネルギー分布は低音域に偏りがちであり、そのエネルギー分布を再現（再生）しようとするスピーカーは低音域で大きくストロークする。大きいストロークは振動系支持部材の非線形領域に踏み込み易いのである。また、低音用の振動板は重いため慣性による逆起電力（制動力）を発生させ、これも歪みの原因となる。このためスピーカーの歪みは低音域で発生しやすく、実際に測定してもそのような結果になる。
オーディオ用スピーカーが広い指向性を理想としているのに対し、指向性を絞って特定の方向に大きな音を伝えたい場面も存在する。たとえば学校教育現場のアナウンス、交通機関の案内放送、街宣車などである。
理論上は指向性を絞るには振動板を大きくすればよいが、直径数m以上ものが必要となり非現実的である。そこで、ホーンと呼ばれる円錐形に広がる管を取り付けたスピーカーが、上記用途の拡声器として使われている。
周波数が高ければ指向性が増すため、超音波を小さな振動部から指向性の強いビーム状で送り出し、音の歪みを利用して可聴音として人間が聞き取れるようにしたパラメトリック・スピーカーというものもある。コーン紙など特定の振動板ではなく、直接に振動体（圧電振動子の耐熱樹脂ケース入など）を設置し家の壁、床、その他自動車の天井や花など共鳴するものを振動板とするスピーカーである。
また、放電型（イオン型）スピーカーやサーモホンのように振動板を使うことなく音を発生させるスピーカーもある。放電型スピーカーは高周波放電で発生する空気の振動を利用するもので、過渡応答が優れているという特徴がある。サーモホンは熱音響効果を利用し、周期的な熱の変動による圧力の変化を利用し音を発生させる。十分な音圧が得られなかったため長く忘れられていたが、カーボンナノチューブなどの新しい素材の発明に伴いシート状スピーカーなどへの応用が研究されている。※これらは組み合わせて使用されることも多い。