Тембр речи — динамика спектрального состава звуков высказывания во времени, определяемая как субъективно, так и инструментально (компьютерная сонография). Тембр речи определяется как индивидуальными анатомо-физиологическими особенностями голосового аппарата, так и эмоциональным состоянием пациента. Тембр низких частот чаще встречается при депрессивных и астенических расстройствах, высокочастотный — различные виды возбуждения, тревожные состояния.
Важен учет характера изменений тембра по диапазону и по скорости, которые оцениваются также, как и изменения тона и темпа речи. Дополнительно определяется наличие и выраженность обертонов — добавочных формант (максимум акустической энергии на спектрах звуков) с целью детализации и уточнения вышеописанных частотных характеристик. Однако данный анализ возможен только при инструментальной диагностике.