En el análisis de Fourier, un «tono» (una onda sinusoidal) dentro de un sonido, que es (normalmente) más alto en frecuencia y más bajo en volumen que el tono fundamental, el cual (normalmente) determina la percepción del tono por parte del oyente. Los sobretonos contribuyen a la percepción del timbre.
Los armónicos son un subconjunto de los sobretonos. De manera confusa, después del primer armónico que es el fundamental, el segundo armónico se llama primer sobretono, el tercer armónico se llama segundo sobretono, y así sucesivamente. La mayoría de los instrumentos musicales acústicos que producen un tono afinado definitivo (es decir, no los tambores ni los ruidos) tienen sobretonos que encajan en la serie armónica. Las principales excepciones son las campanas y los carillones, que suelen producir varios conjuntos de sobretonos superpuestos, algunos de los cuales no son armónicos con respecto a la fundamental. Esto puede afectar a la percepción del tono de una campana o carillón de forma extraña. Por eso, los métodos de síntesis como la modulación de anillo y la modulación de frecuencia son buenos para producir sonidos de campana, porque crean un conjunto de sobretonos no armónicos que pueden imitar el comportamiento de una campana.
Los instrumentos no afinados, como los tambores, producen un «spray» de sobretonos centrados en los diversos modos vibratorios del parche o la superficie del tambor. Un grupo de sobretonos estrechamente agrupados tiende a percibirse como ruido. En teoría, el ruido blanco tiene un sobretono en cada frecuencia posible.