Циклическая нагрузка будет приводить к гармонической реакции механических систем. Гармонический анализ используется для нахождения установившейся реакции линейных систем, нагруженных синусоидальными силами. Расчет выполняется нахождением реакции системы на нескольких частотах и строится график амплитудно-частотной характеристики. Максимум реакции, найденный по графику будет соответствовать и максимуму напряжения в конструкции. Гармонический анализ предназначен для отыскания максимального значения уровней установившейся вибрации. Переходные процессы не оцениваются в этом виде анализа.
Гармонический анализ является линейным анализом. Некоторые нелинейности, такие как пластичность, контактные явления, или зазоры будут игнорироваться, даже если они определены в системе. Гармонический анализ может применяться в преднапряженных конструкциях, таких как скрипичная струна (при предположении, что напряжение от гармонической нагрузки существенно меньше, чем от предварительного напряжения).