Термин «октава» («octava», по-итальянски значит «восьмая») означает интервал в восемь ступеней гаммы. Удивительно, но словом «октава» называется явление, не имеющее прямого отношения к семиступенным ладам и к музыке как к таковой, но существующее независимо от человеческого сознания одновременно объективно, как явление природы, и субъективно, как психофизиологическая реакция на это явление. Название же «октава» возникло в результате существования этого явления, причём исторически довольно поздно.
Объективно звуки, называемые музыкальными по причине возможности определить их высоту, имеют линейчатый обертоновый спектр, в котором частоты обертонов относятся к основной (фундаментальной) частоте как целые числа, образуя так называемые гармоники:
 

 
Применительно к струне образование линейчатого спектра хорошо иллюстрируют формы возможных собственных колебаний – при определённой длине, массе и силе натяжения струна может колебаться либо относительно своего центра тяжести, либо относительно центров тяжести целых кратных частей – половин, третей, четвертей и т.д. Колебание некратных частей невозможно, т.к. колебания частей струны поддерживается исключительно за счёт резонанса одинаковых частот.
 

 

Или в другом расположении:

Два звука с одинаковой фундаментальной частотой и совпадающим поэтому спектром воспринимаются как одинаковые, то есть как унисон:
 

 
При изменении фундаментальной частоты соответственно меняются частоты всех гармоник. При одновременном звучании двух звуков с разными фундаментальными частотами возникает сложный спектр, в котором в общем случае возникает множество разнообразных частот, находящихся друг с другом уже не в целочисленных отношениях. Однако если фундаментальная частота верхнего звука окажется ровно в два раза больше частоты нижнего звука, спектры сольются – все гармоники верхнего звука совпадут с уже имеющимися гармониками нижнего звука. Полученный суммарный спектр будет в основном таким же, как и исходный спектр, никаких новых частот в нём не появится:
 

Субъективно звуки, расположенные через октаву, при одновременном звучании сливаются и производят впечатление одного (более низкого из двух) звука.
 
Для примера рассмотрим два звука «ля» -- на 5 открытой струне и на 3 струне II ладу (частоты в герцах).
 

	5 струна:	3 струна:
основной тон (1 гармоника)	110	220
2 гармоника	220	440
3 гармоника	330	660
4 гармоника	440	880
5 гармоника	550	1100
6 гармоника	660	1320
7 гармоника	770	1540
8 гармоника	880	1760
9 гармоника	990	и т.д.
10 гармоника	1100
11 гармоника	1210
12 гармоника	1320
13 гармоника	1430
14 гармоника	1540
15 гармоника	1650
16 гармоника	1760

Явление «октавы» служит одним из базовых понятий в музыке; сама музыка появилась в человеческом опыте во многом благодаря объективным природным свойствам колеблющихся физических тел.