諧波失真是一種由於系統或設備的非線性特性引起的信號失真。
在理想的線性系統中，輸出信號應該與輸入信號完全相同，即二者的波形和頻率比例保持一致。然而，在非理想的情況下，系統或設備的非線性特性會導致輸出信號中產生額外的諧波成分。這些諧波成分是輸入信號頻率的倍頻或分頻，它們與原始信號疊加，使得輸出信號的波形發生畸變。例如，當一箇放大器放大1000Hz的頻率信號時，由於非理想特性，它不僅會放大1000Hz的成分，還會產生2000Hz、3000Hz等更高頻率的諧波成分。這些諧波成分與原始信號疊加，導致輸出信號的波形與理想情況下的波形不同。
諧波失真的程度通常用總諧波失真（THD）來表示，它是指輸出信號中所有附加諧波電平的有效值與基波（即原始信號）電平有效值之比的百分數。總諧波失真值越小，表示失真度越低。諧波失真不僅影響音頻信號的質量，也可能對其他類型的信號處理產生不利影響。