Sygnał harmoniczny (inaczej: sygnał sinusoidalny) to sygnał, którego zmienność określa funkcja sinusoidalna.

Rzeczywisty sygnał harmoniczny Rzeczywisty sygnał harmoniczny można zapisać w postaci

gdzie: – amplituda, – częstotliwość, – faza początkowa, to znaczy faza dla chwili

Postać ta jest równoważna innej formie wynikającej z tożsamości trygonometrycznych:

gdzie wielkości A, a, b spełniają zależności

oraz

Sygnał harmoniczny jest okresowy, przy czym jego okres wynosi

Dla sygnału harmonicznego definiuje się pojęcie pulsacji jako

Widmo Widmo rzeczywistego sygnału harmonicznego zawiera dwa impulsy Diraca umieszczone odpowiednio w punktach oraz w dziedzinie pulsacji.

Zespolony sygnał harmoniczny Zespolony sygnał harmoniczny to uogólnienie rzeczywistego sygnału harmonicznego takie, że

najczęściej postaci

Widmo Widmo zespolonego sygnału harmonicznego o postaci jak wyżej zawiera pojedynczy impuls Diraca umieszczony w punkcie w dziedzinie pulsacji.

Dyskretny sygnał harmoniczny Dyskretny sygnał harmoniczny to sygnał określony dla dyskretnych wartości argumentu o postaci

gdzie: – częstotliwość próbkowania.

Dyskretny sygnał harmoniczny jest okresowy tylko wtedy, gdy jego częstotliwość jest całkowitą podwielokrotnością częstotliwości próbkowania