O timbre (ou cor tonal) é a calidade do son que permite distinguir a mesma nota musical producida por dous instrumentos musicais diferentes. A través do timbre somos capaces de diferenciarmos dous sons de igual frecuencia fundamental (ou ton, a percepción de se é agudo ou grave), intensidade e duración temporal.

Os sons que escoitamos son complexos, é dicir, están compostos por varias ondas simultáneas, pero que nós percibimos como un. O timbre depende da cantidade de harmónicos que teña un son e da intensidade de cada un.

Un Do emitido por unha frauta é distinto ó Do que emite dunha trompeta aínda que estean a tocar a mesma nota, porque teñen distintos harmónicos. Na frauta, os harmónicos son pequenos en comparanza coa fundamental mentres que na trompeta os harmónicos teñen unha amplitude relativa maior, por iso a frauta ten un son suave, mentres que a trompeta ten un son estridente.

Fisicamente, o timbre é a calidade que os harmónicos que acompañan á frecuencia fundamental lle confiren ó son. Estes harmónicos xeran variacións na onda sinusoidal base.

Os sons simples ou tons puros son ondas sinusoidais dunha frecuencia determinada. Porén, na natureza, non existe ese son puro, libre de harmónicos.

O Teorema de Fourier demostra que calquera forma de onda periódica pode descompoñerse nunha serie de ondas (harmónicos) que ten unha frecuencia que é múltiplo da frecuencia da onda orixinal (frecuencia fundamental). Así, os harmónicos son múltiplos da frecuencia fundamental, á que acompañan.

O timbre vén determinado pola cantidade e intensidade destes harmónicos. Ás veces, como no caso do óboe, estes harmónicos poden ser máis os que da propia nota fundamental. Os harmónicos varían segundo a fonte, segundo o tipo de instrumento, segundo o deseño do propio instrumento, e, incluso, segundo a forma de tocar este instrumento.