Une onde sonore de hauteur mélodique définie est une fonction périodique du temps $t$, correspondant à un spectre $\{\alpha_n\,:\,n=1,2,\dots\}$ sur une fréquence fondamentale $\omega$:
$$\phi_\omega(t)\,=\,\alpha_0+\sum_{n=1,2,\dots}\alpha_n\cos\bigl(2\pi n\omega (t-\tau_n)\bigr)~.$$
La suite des fréquences apparaissant dans cette formule s’appelle la série harmonique: les fréquences ${\omega, 2\omega, 3\omega, 4\omega, \dots}$ se nomment la fondamentale ($n=1$), la première harmonique ($n=2$), la deuxième harmonique ($n=3$), etc. On peut donc identifier chacune des composantes de l’onde à une note supplémentaire comme dans la Figure 1.

C’est la fondamentale $\omega$ qui donne son nom à la note de musique, par exemple on appellera n’importe quelle onde sonore de fréquence fondamentale $\omega=440$ [Hz] un la, quels que soient les coefficients de la série. Deux notes dont les fondamentales sont dans un rapport de $2$ ($\omega_2=2\cdot\omega_1$) forment une octave et portent le même nom. Ainsi les notes $\omega = 110, 220, 440, 880$ [Hz] sont toutes des la. Remarquez que la série harmonique de la$=880$ [Hz] est entièrement contenue dans la série harmonique de la$=440$ [Hz], de même que pour les harmoniques de n’importe quelle autre note de la série (par exemple mi$=1320$ [Hz] ou do♯$=2200$ [Hz]). Toutefois, ces notes seraient considérées comme “fausses” dans un tempérament égal (qui prescrit mi$=1318.51$ [Hz], do♯$=2217.46$ [Hz]).