Utbredelsen til alle bølger beskrives ved en bølgeligning. For bølger med en konstant utbredelseshastighet, har denne vanligvis samme, matematiske form og beskriver «ikke-dispersive bølger». Når dette ikke er tilfelle, snakker man om «dispersive bølger». Havbølger er et viktig eksempel på slike. Mer abstrakte bølger av denne typen benyttes i kvantemekanikken og deres utbredelse er gitt ved Schrödingerligningen. Spesielt viktig er hvor forstyrrelsen i hvert punkt i rommet varierer med tiden som for en harmonisk oscillator. En slik bølge har derfor en bestemt frekvens og får dermed også en bestemt bølgelengde. Den har en form i tid og rom som er gitt ved en sinuskurve. En hvilken som helst annen bølge kan fremstilles som en sum (eller integral) av harmoniske bølger, hver med sin egen frekvens. Dette danner grunnlaget for Fourier-analysen som er av meget stor betydning innen fysikk og teknologi.