音頻分析儀的失真包括諧波失真、互調失真、相位失真及瞬態失真等幾類。音頻測量中最重要的是諧波失真，諧波失真，簡單地說就是聲音信號經音頻設備重放后多出來的額外的諧波成分。從聽眾的角度看，不同的發聲物體所發出的聲音是由不同的基波和諧波構成的，聽眾可以根據聲音的特性分辨出發聲的物體。如果功率放大器將某種樂器所發出的樂音(樂音由基波和諧波組成)放大，經揚聲器放音后，對基波和各次諧波的波形形狀、幅值和相位均能無失真的重現出來，則可以認為是高質量的放音;否則，揚聲器所放出的聲音聽起來煩躁、別扭，則諧波失真已經達到無法忍受，甚至使人無法分辨發聲樂器的種類。因此，諧波失真是音頻設備的重要性能指標。
諧波失真的測量方法有兩種，一種是以正弦信號輸入待測設備，然后分析設備響應信號的頻率成分，可以得到諧波失真。另一種更簡單的測量方法是首先利用帶阻濾波器濾除響應信號中的基頻成分，然后直接測量剩余信號的電壓，將其與原響應信號作比較，就可以得到諧波失真。顯然第二種方法得到的諧波失真是THD+N，由于采用了信號的總電壓值代替了基頻分量電壓值，因此得到的諧波失真比實際值偏小，且實際的諧波失真越大，誤差越大。
在實際的音頻測量時，通常在一定的頻率范圍內選取若干個頻率點，分別測量出各點的諧波失真，然后將各諧波失真數值以頻率為橫坐標連成一條曲線，稱為諧波失真曲線。
