海浪谱，如同一个复杂的音乐谱，由无数个不同频率、振幅和方向的组成波交织而成。这些波的频率分布，用S(ω)函数表示，它揭示了海浪能量在各个频率上的分布，也被称为能量谱。研究海浪时，常常假设由众多随机叠加的正弦波构成，每种频率的波都有特定的能量，与S(ω)函数成比例。
如果我们将波的圆频率转换为波数，就能得到波数谱；而如果用2π代替频率，就会得到频率谱S()。这些谱共同描述了海浪能量在频率和方向上的分布，是理解海浪内部结构的关键概念。海浪谱不仅能揭示其内部波的构成，还能反映其外部特征，如通过谱可以计算出特征波高和平均周期，进而推断出海浪表面可见的波形特征。
风浪频谱是海浪谱研究中最广泛的部分，由于其应用广泛且容易获取。风浪频谱通常由风速、风时和风区等因素影响，其形状随风状态变化，具有明显的峰值。通过波面记录计算谱是获取频谱的主要方法，常用的有相关函数法和快速傅里叶变换算法。此外，最大熵等方法也被用于从有限数据中获得更高分辨率的谱，尤其适用于非平稳的海浪状态。
在60年代，JONSWAP谱和皮尔孙-莫斯科维奇谱是常见的风浪谱模型，它们分别反映了风浪成长状态和充分成长后的特征。风浪的能量传输和谱的形状变化，为海浪计算和预报提供了新途径。还有一些半经验方法，如纽曼谱和布雷奇奈德尔谱，通过波高和周期的关系来推测海浪谱。
方向谱的研究在预测大面积海浪、水工建筑物受力分析等方面具有重要价值，但观测和处理上的困难限制了其发展。方向谱通常表示为S(ω，θ)，由频谱S(ω)和体现方向分布的函数G(ω,θ)组合而成。测量方向谱的方法包括使用仪器阵列、浮标记录波面参数，以及航空和卫星遥感技术。
海浪谱的求解方法多种多样，包括从观测数据推导半理论谱，以及通过波面时间记录计算相关函数。尽管现有的谱模型存在差异，但它们在防坡堤设计、雷达反射分析、波高周期计算以及武器发射偏差校正等方面发挥着重要作用。
海浪是发生在海洋中的一种波动现象。我们这里指的海浪是由风产生的波动，其周期为0.5至25秒，波长为几十厘米到几百米，一般波高为几厘米到20米，在罕见的情况下波高可达30米以上。