En la teoría tradicional, basada en el modelo acústico de Fourier–Ohm–Helmholtz, el timbre depende del espectro del sonido, es decir de las frecuencias y amplitudes de las ondas sinusoidales en las cuales se puede descomponer todo movimiento complejo.
Estudios más modernos demostraron que el timbre es un fenómeno más complejo y esencialmente dinámico, importando mucho los procesos temporales.
Pero para sonidos estrictamente periódicos (y por tanto, estáticos), el timbre depende efectivamente de la constitución del espectro.