В твердом теле атомы при любой температуре совершают колебания вокруг своего положения равновесия, включая и температуру абсолютного нуля. При небольших амплитудах эти колебания можно считать гармоническими. С ростом температуры энергия и амплитуда колебаний увеличивается. Атомы в твердом теле сильно связаны друг с другом, поэтому возбуждение колебаний одного атома передается его соседям и т.д. Все возможные колебания сильно связанных между собой атомов можно представить как совокупность взаимодействующих волн различной длины, распространяющихся по всему объему кристалла. С колебаниями атомов кристаллической решетки связаны такие физические явления как теплоемкость, теплопроводность, тепловое расширение, электропроводность твердых тел и др. Теория колебаний атомов трехмерного кристалла сложна, поэтому рассмотрим сначала распространение упругих волн в однородной упругой струне и в кристаллах без учета их дискретной структуры.