音乐信号时频分析为时频分析应用之一。音乐声音可以比人声更加复杂,占用更宽的频带,音乐信号为随时间变化的信号,只使用单纯的傅立叶转换无法清楚分析,所以利用时间-频率分析做更有效的分析工具。时频分析为传统傅立叶变换延伸版。短时距傅立叶变换、加伯转换与维格纳分布最被广泛使用之时频分析方法,对于分析音乐信号也相当管用。
有几种方法或转换被里昂·柯恩统整组织被称为"时频分析",最常被使用的方法称为“二次”或“双线性时频分析”,而此类方法中,最被广泛使用的方法中以韦格纳分布为其中之一,其他的时频分布则被称为维格纳分布的折积版。另一个被广泛使用的方法为频谱图,为“短时距傅立叶转换”的平方,频谱图有着平方必为正的优点,容易由图理解,但有着不可逆的缺点,如短时距傅立叶转换不可逆计算,无法从频谱图找回原信号。而验证这些理论与定义验证可以参考“二次式时频分布理论”。