相差八度的两个音，在频率上相差了一倍。例如，A₄的频率为440Hz，而A₅的频率为880Hz，A₃的频率则为220Hz。人耳听起来“距离相等”的若干个音，频率并非成等差数列，而是成等比数列。

“八度”的称谓源于八个频率递增的音，例如

C₄ D₄ E₄ F₄ G₄ A₄ B₄ C₅

它们构成C大调音阶，唱作do re mi fa so la si do(高)。有意思的是，音阶中的各个音也不是“等距离”分布的。音乐老师说过，mi和fa、si和do之间只相差半音，而其他相邻的音之间相差全音。

相差全音的两个音之间，还存在一个音，和这两个音的距离都是“半音”。例如，C₄和D₄之间的音，可以记作C♯₄或者D♭₄。如果把这些音也插进音阶里，就变成了13个音：

C₄ C♯₄ D₄ D♯₄ E₄ F₄ F♯₄ G₄ G♯₄ A₄ A♯₄ B₄ C₅

这样一来，相邻的音的“距离”都相等。也就是说，这些音的频率成等比数列。相隔12个间隔的两个音的频率为2倍关系，即\(q^{12}=2\)，\(q\)为公比，或者说是相邻两个音的频率之比。由此得\(q = \sqrt[12]{2}\approx 1.059463\)。这个规律最早由明朝的朱载堉提出，现在称为十二平均律。

知道了十二平均律，再根据一个基准音的频率（如A₄为440Hz），就可以推算出所有音的频率。