諧波分析會估計系統至諧波負載的最高點穩定狀態回應。
在每個求解步階中，所有套用的負載以及基座激振都會有相同的頻率。量值是由相關的頻率曲線所定義。
假設諧波節點的力向量 {P} 定義如下：
（方程式 1）或 
（方程式 2），
其中：
Pk 是以第 k 個自由度為方向的力的量值
ω 為激振頻率，而且
γk 是力的相位角。
在線性系統中，系統的動作方程式已重新耦合至 n 個形式方程式中：
(方程式 3)。
將力向量 {P} 代入 (方程式 3) 中會產生：
(方程式 4)，其中
(方程式 5)
(方程式 4) 的穩態解答為：
(方程式 6)。
(方程式 6) 的實部為：
(方程式 7) 其中
(方程式 8) 和
(方程式 9)。
位移向量 u 的計算公式如下：
(方程式 10) 或
(方程式 11)
位移 uk 的量值以及第 k 個自由度的對應相位角 θk 為：
(方程式 12)
速度與加速度回應衍生自 (方程式 11) 的衍生值。它們的振幅為：
(方程式 13)
速度與加速度相位角為90º 和 180º，超出相對於位移相位角的相位。