如果你仔細分辨，會發現每個樂器發出的樂音都不是單個音高，否則，它們的聲音就會扁平得好像拿起電話聽見的滴滴聲，鋼琴和銅管也就沒有分別了。用小提琴拉出一個音符的時候，因為弦的振動疊加，會同時發出若干個高於預期頻率的波，聲強最大的這個頻率就是我們平常唱的哆來咪，實際上是振動中的基音，而在它頻率的整數倍頻率上，一般會出現多個泛音，泛音的聲音強度迅速衰減，未經訓練的耳朵經常覺察不到它們的存在。

不同樂器的發音原理不同，共鳴腔結構不同，形成了不同的泛音結構。好像我們可以透過分析人聲的頻譜確定人的身份一樣，這樣一張頻譜圖，就成了各種樂器的身份證。比如說，小提琴、大提琴這樣的絃樂器，泛音的衰減很快，波形是在基音之後每一級泛音迅速減弱，把每個波峰的頂點連起來看是一個比較陡的坡；而雙簧管、英國管這樣的木管樂器，泛音衰減的很慢，把波的頂點連起來看，從基音的陡坡下來後就是很平緩的小坡了；打擊樂中的三角鐵、鈴鼓的低頻泛音微弱而高頻泛音特別突出。所有這些頻譜經過我們精妙的耳朵，傳到飽嘗各類感覺的腦子裡，被賦予了特別的意義，不需要看頻譜儀分析的結果，不需要在腦子裡儲存頻譜圖資料庫，單是聽一聽，我們就能分辨出哪個是鋼琴，哪個是人聲。而且，我們還能聽出每個聲音的色彩。泛音衰減快的樂器，聽上去給人感覺柔和，聲音的穿透力強；而木管樂器這樣衰減慢的樂器，音色顯得堅硬而有金屬質地；高頻突出的打擊樂常常讓人覺得金光四射；中頻泛音影響著音樂的清晰度；低頻泛音讓人感到渾厚和空間感……每一種流傳下來的樂器，都是用人耳選擇的，不同頻率泛音完美組合的進化傑作。

這是由於各種樂器的發聲原理不同所決定的。有些是由琴絃發聲，有些是簧片發聲，有些是管道共嗚發聲，所以在音高相同時，各種音色是不同的。正是有了這些不同，音樂世界才如此爛漫，豐富多彩。