Сила звука, выраженная в абсолютных или относительных единицах интенсивности, не в полной мере соответствует уровню ее субъективного восприятия. Этот уровень относится к психофизиологической категории «громкость», отражающей одно из наиболее важных свойств органа слуха.
Тональность голоса определяется основным тоном, или частотой звука, образующегося только колебаниями голосовых складок. В отличие от основного тона образование обертонов, определяющих индивидуальную неповторимость человеческого голоса, зависит от структуры всех воздухоносных путей, резонирующих собственными частотами в ответ на действие основного тона. Различают голоса низкие, средние и высокие. Тональность голоса мужчин в разговорной (бытовой) речи находится в пределах большой и малой октав, соответствующих диапазону частот 85-250 Гц; у женщин тональность голоса лежит в пределах малой и первой октав (160–340 Гц). Тональность голоса в сценической речи охватывает значительно более широкий диапазон частот; ее диапазон нередко достигает пределов певческого голоса и доходит порой до двух октав.
Тембр голоса определяет индивидуальную окраску его звучания и зависит от многих факторов, характеризующихся структурными и функциональными особенностями голосового и артикуляционного аппарата, резонаторными свойствами воздухоносных полостей черепа, верхних и нижних дыхательных путей, грудной клетки. Тембром голоса можно произвольно управлять, чем широко пользуются профессиональные актеры и певцы. Тембр голоса определяется составом обертонов – дополнительных призвуков, возникающих на основе резонанса, приводящего в колебание различные части источников звука. По тональности обертоны расположены выше основного тона, т. е. обладают более высокой частотой, характеризующейся определенной кратностью к основному тону. Например, основной тон образуется при колебании всей струны, а обертоны возникают при одновременных, как бы встроенных в движение всей струны, колебаниях ее частей – 1/2, 1/3, 1/4 и т. д. долей струны. Указанные закономерности имеют аналогии в голосообразующем аппарате человека.