周波数スペクトル
上述したように、光や音や電磁波信号は様々な周波数の成分から構成されている。そのようなものから周波数毎の強さを定量的に求める処理をスペクトル解析(spectrum analysis)と呼ぶ。スペクトル解析は、信号の短時間の領域について行ったり、長期の領域で行ったりするし、何らかの関数(例えば sin  ( t ) t {\displaystyle {\begin{matrix}{\frac {\sin(t)}{t}}\end{matrix}}\,} )について行ったりする。
関数のフーリエ変換によってスペクトルが生成され、逆変換によって元の関数が合成される。逆変換による再現を可能とするには、各周波数の強さ(振幅)だけでなく、位相を保持しなければならない。従って、各周波数の成分は2次元ベクトルまたは複素数で表されるか、大きさと位相(極座標系)で表される。図示する場合は、一般に大きさだけを示す。これをスペクトル密度とも呼ぶ。