Метод основан на том, что любой звук может быть представлен в виде суммы гармонических (синусоидальных или «простых») колебаний с различными частотами и амплитудами. Таким образом, суммирование простых колебаний позволяет получить теоретически любое «сложное» колебание, т.е. синтезировать любой тембр:
На практике для этого используются наборы из нескольких осцилляторов с независимой регулировкой амплитуды, например, в обычном Hammond-органе их девять.
Одновременное генерирование нескольких колебаний разной амплитуды
Если в качестве исходных используются синусоидальные (гармонические) колебания с кратными (отличающимися в целое число раз) частотами — такой метод синтеза называется гармоническим синтезом тембра:
Синим цветом обозначено основное гармоническое колебание, розовым — колебание в два раза большей частоты (обертон или первая гармоника), а зеленым — результирующее сложное (негармоническое) колебание.
Другой разновидностью аддитивного синтеза является регистровый синтез. В этом случае в качестве исходных используют колебания более сложной формы, например, пилообразные или прямоугольные.
К достоинствам метода относится то, что результат синтеза хорошо предсказуем (изменение настройки одного из генераторов не влияет на остальную часть спектра звука).
Основной недостаток — для звуков сложной структуры могут потребоваться сотни осцилляторов, что сложно и дорого в реализации. Например, для точного воспроизведения звучания заданного музыкального инструмента требуется очень большое (теоретически бесконечно большое) число исходных колебаний. Чем меньше исходных колебаний, тем сильнее отличается синтезированный звук от звучания реального инструмента.
В чистом виде аддитивный синтез используется в электроорганах (Hammond, Farfisa) и их цифровых эмуляторах (Korg CX-3, Roland VK-8 и т.д.).
На основе аддитивного синтеза построен также и советский АНС.