En diversas áreas de la ciencia ocurren procesos que tienen como característica clave la fluctuación de alguna cantidad alrededor de su valor medio o de equilibrio. Un espectro de fluctuación es el espectro de frecuencia de este. Básicamente, divide la fluctuación en frecuencias individuales que contribuyen con diferentes puntos fuertes. [a] Los picos en el espectro suelen indicar frecuencias —o, equivalentemente, escalas de tiempo— en las que está sucediendo algo de interés.
También se puede considerar que una cantidad fluctúa con respecto a la posición más que al tiempo. En este caso, el espectro desglosa las fluctuaciones por frecuencia espacial , medida en ciclos por unidad de distancia en lugar de por unidad de tiempo. Un pico indicará la escala de longitud en la que se repite alguna estructura o fenómeno.