Ruch cząsteczek powietrza przy rozchodzeniu się fali dźwiękowej jest przykładem ruchu periodycznego. Ruch ten cechujący się powtarzalnością w jednakowych jednostkach czasowych nazywany jest również ruchem harmonicznym ze względu na sposób opisu przemieszczeń cząstek ośrodka w trakcie ruchu. Są one bowiem opisywane za pomocą funkcji sinus i cosinus, które są funkcjami harmonicznymi.
Fale mechaniczne są rodzajem fal, które do rozchodzenia się potrzebują ośrodka materialnego. Ich propagacja polega bowiem na rozchodzeniu się drgań cząstek ośrodka. Energia fal to potencjalna i kinetyczna energia cząstek ośrodka. Fale mechaniczne charakteryzują się więc przenoszeniem energii na duże odległości. Przekazywanie to odbywa się dzięki przesuwaniu się zaburzenia w ośrodku, a nie na skutek ruchu postępowego ośrodka jako całości.
Fale można rozróżnić na podstawie kąta, jaki tworzy kierunek przemieszczenia cząstek ośrodka z kierunkiem rozchodzenia się fal.
I tak jeśli cząstki wychylają się wzdłuż kierunku propagacji fali wtedy mówi się o falach podłużnych. Dla fal poprzecznych natomiast wychylenie jest skierowane prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali.
Innym rodzajem fal są fale elektromagnetyczne, które mogą rozchodzić się również w próżni. Polegają również na rozchodzeniu się zaburzeń, ale nie cząstek ośrodka tylko pół magnetycznych i elektrycznych.
Dla dowolnej fali okresowej wszystkie punkty, które drgają z taką samą fazą tworzą tzw. powierzchnię falową zwaną również czołem fali.
Jeżeli zaburzenie rozchodzi się tylko w jednym kierunku to powierzchnie falowe są płaszczyznami, a falę nazywa się falą płaską.
Natomiast jeśli zaburzenie rozchodzi się we wszystkich kierunkach od źródła to powierzchni falowe są kulami a samą falę nazywa się falą kulistą.
Fale mogą się przemieszczać w przestrzeni niezależnie od siebie. Wtedy przemieszczenie danej cząstki ośrodka stanowi sumę przemieszczeń, jakie wywołałyby poszczególne fale. To sumowanie przemieszczeń nazywa się superpozycją.
Można rozpatrywać przypadek jednowymiarowego ciała o skończonych rozmiarach, np. napięty sznur. Wtedy biegnąca fala na granicy ciała będzie ulegała zjawisku odbicia. Fala odbita będzie poruszała się w kierunku przeciwnym do fali padającej. Zgodnie z zasadą superpozycji obie fale nakładają się. Powstaje tzw. fala stojąca.
Charakterystyczny dla fali stojącej jest fakt, że amplituda drgań poszczególnych cząstek nie jest taka sama. Ulega zmianie wraz z położeniem cząstki. Punkty, w których osiąga wartości maksymalne to strzałki fali, a punkty o minimalnej amplitudzie równej zero to węzły fali.
