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关于听觉的特性，我们首先要明白听觉是由音高决定的。它和乐音相互联系，这也是音调感觉的特点，从这里面我们还可以分辨出噪音。噪音是一种音高不能被确定感觉到的声音印象。
音高、乐音、噪音这里面最简单的是音高，虽然音高始终和乐音相结合，某些特定的音高也只能在乐音中才可以察觉。但是却不影响我们忽略音调其他的乐音特征，只研究被我们称为音高的音调特性。研究感觉心理学就要不断地进行心理学分析，将感觉印象不断分解，最终得到那个无法被分解的元素。
音高的分解步骤还算较为简单。在音高保持不变的同时，第一种情况是感觉印象的乐音特征在不断变化，比如几种不同的乐器演奏出相同的音调就是如此。另一种情况，音高在一定程度变化，可是听觉印象的乐音特征却没有发生变化，比如我们在音键相同的乐器上演奏相邻的音调就是这样。可是两个听觉印象的音调音高都不一样的时候，乐音特征也就跟着变化，比如在一架钢琴弹奏间隔较远的两个音调的情况下。
古人发现音调是由物体震动产生，由空气震动传播，这在深沉的音调产生时可以非常明显的观察到，例如警报器就是依据这样的原理构建的。警报器由一个上面拥有一系列圆孔的圆盘构成，圆盘运动产生气流，气流在圆孔和阻挡之间交替。我们通过调整圆盘的运动速度来使它发出相应的高音或低音。
空气一秒震动十六次是产生音调感觉的最低标准，在特定条件下可以降低到八次，低沉的声音最佳发声器具是音叉和杠杆震动。当接近知觉的极限数值时，震动再广泛，音调也只有在很近的距离才能听到。秒震三十二次到一百次之间是音乐音阶上最低沉的音调，震动次数增加，音高也随之增加，震动频率大概增加到四万次，这时音调中止，我们就只能听到嘶嘶的噪音了。
在我们实验中发现的特别深沉的音调中，可以由此从中分辨出与之震动对应的空气节拍，因此在高音调的时候就无法靠直接知觉，必须依靠观察来获取相关知识。早在古希腊毕达哥拉斯时代，人们就已经明白，将一根弦缩短一半时，震动率变成原来的两倍；缩短到四分之一时，震动率会变为原来的四倍。
二分之一的弦的音调比原来高八度音，这八度音的五音就是三度音程部分的音调；双八度音就是四度音程部分的音调。因此不难发现在一根弦其长度和震动率的一致性的定律中还有另一条定律，即和谐的音调关系和震动率的比例是相互对应的。
这种和谐关系是从一系列的音调中把让人更加愉悦的特征的音调从不和谐的关系中区分出来，在历史上齐唱、齐奏比合唱、和声出现更早。所以在习俗的促使下用不同音域的几种声音进行演奏的时候就会出现不同的现象，它们不仅和音调同时发音联系，还和不同速度的空气震动相联系。
如果一个乐音是和谐的并且分离的单音调，我们就可以把单一的音调和几种音调演奏的乐音区别开来，并且能够用听觉分辨出来。这就直接和知觉相关联了，比如：c、e、g这三种音调组成的C大调三和弦。因此一种组合的乐音只要是和谐的，无论是分离还是同时发生的震动都对形成空气的共同运动产生了影响。这种运动是由简短并且一致循环发生的乐段结合起来的，比如：由一个音调和其八度音、五音、大调这三个音进行组合形成的三个复合乐音。
在新乐段中开始的点用垂直虚线表示，八度音中的复合音中两个震动率在乐段中的比例为1:2、五音比例是2:3、大调三音比例是4:5。像这样的简单乐段也会出现在其他的和谐的双乐音力量，震动率的比例在四音中是3:4、小调三音中是5:6、六音中是3:5。因为这些复合震动率和单一震动率的乐段重复太多，所以导致了和谐复合乐音和单一音调的印象有时会产生一致性。我们区分出来的音调最终形成了一种完整的感觉，并且能够被我们完整的感受到。
在实验两种音调同时发音的时候，发现它们之间的震动率并不是任何一种简单的和谐的比率，而是存在着更加复杂的关系。一样的乐段不可能在很短的时间间隔循环发生，但却可以在和谐的复合乐音中找到相对应的现象。这种两种音调之间的相互振动的作用让感觉一致性过程发生了失调。
所以两种运动在同方向上重合时互相增强，而当方向相反时相互削弱。它们主要依赖震动率的差别和空气粒子前后摆动才产生了些许一致性。当一种音调的震动在一秒钟内比另一种音调的震动多一次的时候，就会在这一秒内发生一次增加或者削弱；在一秒钟开始的时候，两种震动从同一点发生，在一秒钟中间的一个点相遇，一种波前进，一种波倒退，使得它们互相抵消；可是在一秒钟结束的那个点，这两种波又向同一方向前进，便互相加强。
这就说明两音调之间差异的本质就是大量震动的差异，尤其是在一种情况的震动比另一种情况的震动多得多的时候，这样增强和削弱的情况就会大量发生。当两者之间的差异太小，而音调的逐渐变弱或者增强连贯逐渐的发生，再加上长时间的传播时，这种变化基本就不会被察觉出来。而当一秒钟发生一个或者几个节拍，这种变化就会很明显被察觉到；如果增加到十个或以上，这种变化就会如同粗重的呼吸一样被感知到。
当一个一个节拍快速出现的时候，就会产生刺耳印象，这就导致不和谐音调的速度上限没有办法被确切的感知到。虽然这种印象和在粗糙表面的触感相类似，可是在速度更加快的时候，音调作为和声就无法被感知到了，节拍、乐音的粗糙感也消失，这种刺耳的极端上限大约是一秒60次节拍。
不和谐音调的观察实验让我们发现在感知节拍与按照音调震动率所阐述的一些定律之间存在着矛盾，这是因为就算音调震动率的差别达到60次/秒以上，音调还是可以产生清晰的节拍。比如纯平均律音阶中的较低和中间区域中相邻的音调c和d一起演奏，就会产生很强的节拍。
假如音调c的震动率为128次/秒，音调d’一秒钟后增高，d将震动9/8乘以128次，就是144次，这样两种音调就会有16次节拍。如果用d’代替d敲击c，发出的音调会是两倍的144次，就是288次震动。这和c差了160次震动，所以要一个个听清这么迅速的节拍根本不可能。
这种复合的乐音不止不和谐，还伴随着与两个音符发生的节拍。相比更高d’敲击c的节拍，c’和g在纯平均律上的五音或八度音以及震动率和c差别较少的它们，却发不出来那么响的节拍，这里面一定是有原因。
我们为此做了一个简单的实验：弹奏钢琴或吉他时，将钢琴和吉他的琴弦延伸到发音板上，就会发现是一种音调，正如之前所说，在琴弦中央放上一块琴马，半根琴弦震动，音调就增加了一个八度音。前者弹奏基音，接着弹八度音，就会发现基音已经将后者包含了，虽然八度音很弱，但还是和基音一起发声。拨动整根，再拨动1/4的弦，发现微弱的双八度音和基音也一起发声。
经过专门的训练，我们的耳朵就可以从基音中听到那些较高的音调，也就是泛音。其实乐器和人声的音调里面都包含大量的泛音，也就是说我们感觉到的都是几种同时发生的音调，而基音比其他的音调强太多，所以平时我们听不到其他音调。
在音调刺激的情况下，空气中的声波运动其实是一种符合运动，这也是泛音现象。比如拨动琴弦，整个琴弦振动将基调传到空气中，琴弦的每个部分也在震动。虽然不强烈，但是确实是因为自身而震动着，由此产生八度音、双八度音、高八度音的三音，并且逐渐减弱的不断循环。这些分离的音调就像是独立的几个乐器同时发声一样，只是泛音更加弱了。
所以说音调c和d打出节拍时还和d’打出了节拍，d和c’也打出了节拍，由于这些节拍没有办法像c’直接发音，部分很弱的泛音，部分节拍跟的快，所以这些节拍就可以听得很清楚了。
基音、泛音能否同时被听到不仅显示了在复合印象中的是否和谐，还影响了我们对分离音调的理解。乐器和人声的音调不仅有音高特征，还有乐音特征。当把噪声排除在外时，无论产生具有什么特质的同一种音高的音调，当它单纯依靠震动率时，所有的音高都由震动率决定。
但是并没有那么简单，同样的音调用不同的乐器演奏，发出的声音就会不同，所以说震动率一定还包含了其他的特性，让音调随着声源的变化而变化。乐音的起源差异造成了泛音的差异。有些音调中的泛音甚至极难被察觉，风琴的笛状管的音调就十分接近纯音，共鸣箱上的音叉的音调更加接近绝对的纯音，音叉的原始音调在适合的共鸣空间中，次级音调弱的接近于无。
人声和管弦乐器是基调和大量泛音共存的，一般情况下泛音随着音高减弱，八度音比双八度音容易听到，双八度音比三八度音容易听到，但是在不同的乐器中却会有很大的差别。钢琴上高八度音更强，单簧管中较高的五音和三音更强，在管风琴上第一批泛音在强度一致时容易被听到，在小号和长号中单一的泛音更加容易被听到。
在各种实验中，我们研究了各类乐音的特定音色的很多情况，他们一部分依赖泛音强度，一部分依赖泛音最强音。