声学是研究一切声音现象、利用声音或消除声音的科学。空气中的声波，是发声体使空气振动而成。空气振动是一疏一密的状态，其传播能量的方向与振动方向相平行，所以，声波是纵波。汉代王充是世界上最早展示不可见的声波图景以及指出声强与传播距离关系的人。他在《论衡‧变虚篇》指出声音在空气中的传播形式与水波相同，同时还指出声音的强度随传播距离的增大而相应衰减，到了明代，科学家宋应星在《论气‧气声》里更明确展示借水波比喻声波的思想。

当一个物体发声振动时另一个物体也随之振动，这种现象称为共振，古代称为同声相应或声比则应。《庄子‧杂篇‧徐旡鬼》记载了二十五弦共振现象，凡是共振的两个物体，它们的固有频率或者相同，或者成简单的整数比，如1/1、1/2、2/3。还有一种气柱共振现象：当声音在地面、铁轨、木材等固体中传播时，若遇空穴，空穴处产生交混回响，使原来在空气中传播的听不见的声音变得可以听见。

中国古代的声学发展有理论，也有实践，理论方面主要表现在以数学方法准确地计算乐律和音阶组织。这从古代中国人的音乐实践里，看到他们的声学智慧。中国的管絃樂器的发声原理又与板壳振动不同，在西周中晚期，古人就开始从数理角度探索管絃樂器的发音机制。琴、瑟、筝、筑等絃樂器是靠弦线发音，发音的高低决定于振动频率，而振动频率又决定于弦长、线密度和张力。大约公元前六至五世纪，“三分损益法”用数学公式总结物理规律，说明音调与弦长的定量关系。

声音的反射作用会产生回音。北京天坛的回音壁是中国迄今保存较完好的具有回音效果的古代建筑。回音壁，建于1530年，是一座高约6米的圆形围墙，半径32.5米。围墙内有三座建筑物，其中一座叫皇穹宇，整个围墙整齐光滑，是优良的声音反射体。皇穹宇南面路上第三块石板，正处在围墙中央，传说在这里拍一掌可听到三响，故称其为三音石。回音壁南面有一座由青石砌成的圆形平台，叫圜丘，最高层离地面约5米，半径约11.5米。整个圜丘包括地面都是由反射性能良好的青石和大理石砌成。其平台并不平，而是从圆心向周边稍有倾斜的台面。当人站在台中心叫一声，他自己听到的声音比平常的声音更响，似乎是从他脚底石板下传上来。这是由于声波被青石栏杆反射到稍有倾斜的台面，再从台面反射到人耳的缘故。中国各地某些半圆形拱门、拱桥、英国伦敦圣保罗教堂等都是声学与建筑学结合的产物。