音頻信號分析儀的基本原理主要涉及數字信號處理的基本理論、音頻分析的基本方法以及音頻參數測量和分析內容，這其中數字信號處理是音頻分析的理論基礎。

    音頻分析技術基礎傅里葉變換和信號的采樣是進行音頻分析時用到的最基本的技術。傅里葉變換是進行頻譜分析的基礎，信號的頻譜分析是指按信號的頻率結構，求取其分量的幅值、相位等按頻率分布規律，建立以頻率為橫軸的各種“譜”，如幅度譜、相位譜。

     信號中，周期信號通過傅立葉級數變換后對應離散頻譜，而對于非周期信號，可以看作周期T為無窮大的周期信號，當周期趨近無窮大時，則基波譜線及譜線間隔(ω=2π/T)趨近無窮小，進而離散的頻譜就變為連續頻譜，所以，非周期信號的頻譜是連續的。

       在以計算機為中心的測試系統中，模擬信號進入數字計算機前先經過A/D變換器，將連續時間信號變為離散時間信號，稱為信號的采樣。然后再經幅值量化變為離散的數字信號。這樣，在頻域上將會出現一系列新的問題，頻譜會發生變化。由模擬信號變成數字信號后，其傅里葉變換也變成離散傅里葉變換，涉及到采樣定理、頻率混疊、截斷和泄漏、加窗與窗函數等一系列問題。

音頻信號分析儀的分析方法通常在對某音頻設備音頻測量分析時，該設備被看成是一個具有輸入端口和輸出端口的黑箱系統。

      將某種己知信號輸入該系統，然后從輸出端獲取輸出信號進行分析，進而了解該系統的一些特性，這就是音頻分析的一般方法，輸入音頻設備的信號，稱作激勵信號。激勵信號可以是正弦、方波等周期信號，同樣也可以是白噪聲、粉紅噪聲等隨機信號，還可以是雙音、多音、正弦突發等信號，最常用的檢測分析方法有正弦信號檢測、脈沖信號檢測、最大長度序列信號檢測等。