Intervalle sind in physikalisch-mathematischer Hinsicht Faktoren: Multipliziert man die Frequenz eines Tons beispielsweise mit dem Faktor 2, so erhält man die Frequenz eines Tones, der zum ersten Ton im Oktavverhältnis steht.

Die Partialtonreihe (auch Teiltonreihe oder Obertonreihe genannt) stellt die Frequenzen dar, die ein harmonisches Frequenzspektrum ergeben. Unter einem Frequenzspektrum versteht man die Klangmischung von gleichzeitig erklingenden Sinustönen. Von harmonischen Spektren spricht man, wenn die Frequenzen dieser Sinustöne ausschließlich ganzzahlinge Vielfache der Frequenz des tiefsten Tons sind. In diesem Fall ist die Verschmelzung der verschiedenen Teiltöne so groß, daß der Klang nicht als Mischung verschiedener Töne, sondern als Klang eines Tons (des tiefsten Tons) gehört wird. Die Lautstärke der verschiedenen Partialtöne bestimmt dabei die Klangfarbe. Viele traditionelle Orchesterinstrumente, aber auch die menschliche Stimme bilden bei ausgehaltenen Tönen harmonische Partialtonspektren aus.

In der nachfolgenden Abbildung wird die harmonische Partialtonreihe (ausgehend vom kleinen a) und ihre Frequenzen dargestellt:

Die Frequenzverhältnisse der Intervalle zweier Partialtöne lassen sich auf diese Weise ganz einfach daduch bestimmen, daß die Ordnungszahlen (oder Indizes) der jeweiligen Partialtöne dividiert werden.

Dadurch ergeben sich die in der folgenden Tabelle wiedergegebenen Intervallverhältnisse (Faktoren) von Intervallen in der reinen Stimmung: