Molts dels sons d’interès musical no són estacionaris, sinó que varien amb el temps. El primer sistema d’anàlisi que dona una percepció acurada d’aquestes variacions és proporcionat per l’oscil·loscopi, instrument que permet visualitzar la forma de l’ona elèctrica que genera un micròfon, la qual bàsicament es correspon amb l’ona sonora d’origen. L’oscil·loscopi és de gran utilitat en l’estudi dels fenòmens transitoris del so, com els atacs i les envolupants de l’ona sonora.
El freqüencímetre mesura el to o freqüència d’un so. Els primers models constaven d’un micròfon i d’un amplificador que produïa en una làmpada un senyal lluminós altern corresponent al so estudiat, el qual, projectat sobre un disc rotatori amb velocitat variable i coneguda, permetia determinar la freqüència sonora. Els actuals freqüencímetres digitals compten els cicles de l’ona durant un curt espai de temps i en calculen la freqüència mitjana.
El sonòmetre mesura la intensitat sonora. El so és captat amb un micròfon incorporat a l’aparell, el qual generalment és proveït de diversos filtres seleccionables que adapten la sensibilitat inicialment uniforme de l’aparell a les diferents corbes de sensibilitat mitjana de l’oïda humana, les quals varien amb la freqüència i la intensitat. Aquests filtres processen el senyal elèctric corresponent al so captat, que es mesura i permet obtenir-ne la potència sonora instantània ponderada.
L’espectroscopi o analitzador d’espectre és un aparell que permet visualitzar l’espectre freqüencial o harmònic d’un so. El so que es vol estudiar es capta amb un micròfon i es fa passar per un sistema de filtres de bandes molt estretes i consecutives. Un sonòmetre mesura la intensitat sonora de cadascuna d’elles, i un dispositiu de visualització (pantalla, impressora, etc.) mostra la distribució d’intensitat o potència sonora en cada banda. L’amplada de les bandes, que pot ser variable, bé que moltes vegades abasta un terç d’octava, disminueix logarítmicament amb la freqüència i, d’aquesta manera, s’adapta a la sensació de l’oïda. Els models d’espectroscopi més simples enregistren el so i el processen amb un filtre de freqüència central i amplada de banda variable tantes vegades com bandes calgui analitzar, i així componen el gràfic amplitud-freqüència. Això redueix la complexitat de l’aparell, però augmenta enormement el temps de procés. Els analitzadors d’espectre en temps real disposen d’un banc de filtres que fan instantàniament la descomposició en bandes del so, i permeten visualitzar l’espectre de senyals variables amb el temps.