Harmooniline ostsillaator on füüsikas süsteem, mis toimib vastavalt Hooke’i seadusele. See reegel kirjeldab elastset käitumist ja toob välja, et vedrule või muule elastsele objektile rakendatav jõud on võrdeline selle nihkega. Harmooniline ostsillaatorsüsteem naaseb oma algsesse asendisse, kui jõud eemaldatakse elastsest objektist.
Füüsikakursustes kasutatakse harmoonilise võnkumise mõiste illustreerimiseks sageli lihtsat näidet vedruga seina külge kinnitatud plokist. Eeldatakse, et pind, millel plokk libiseb, on hõõrdevaba. Kui süsteem on liikuma pandud, järgib see võrrandit ω0 = 2πf0, mis on samuti võrdne vedrukonstandi (k) ruutjuurega, jagatud ploki massiga (m).
ω0 on nurkkiirus, mille ühikud on radiaanid sekundis, ja f0 on omasagedus, mille ühikud on hertsid. Ploki periood – aeg, mis kulub ühe täieliku liikumistsükli läbimiseks – võrdub ühega jagatud f0-ga. Vedrukonstant näitab vedru jäikust ja on iga vedru jaoks ainulaadne. Sellel on jõuühikud pikkuse kohta, näiteks njuutonid meetri kohta.
Seda lihtsat näidet nimetatakse summutamata harmooniliseks ostsillaatoriks ja see teoretiseerib, et kuna plokk liigub mööda hõõrdevaba pinda, jätkab see liikumist sama sagedusega igavesti. Tegelikkuses sellist olukorda aga ei juhtuks. Reaalseid hõõrdumisega süsteeme nimetatakse summutatud süsteemideks, mille puhul ploki liikumine aeglustub, vedru nihe lüheneb ja lõpuks süsteem lakkab liikumast.
Harmooniliste ostsillaatorite süsteem võib olla üle-, ala- või kriitiliselt summutatud. Diferentsiaalvõrrandid kirjeldavad summutatud süsteemide liikumist, mistõttu nende lahendus võib olla üsna keeruline. Igal summutatud süsteemi tüübil on siiski oma liikumistüüp, mis on kergesti äratuntav.
Ülesummutatud süsteemis plokk ei võngu. Pärast jõu rakendamist ja vedru liikumise peatumist naaseb see aeglaselt oma algasendisse. Plokk võib alasummutatud süsteemis võnkuda üsna pikka aega, kusjuures vedru pikeneb iga järjestikuse võnkumisega vähem, kuni süsteem naaseb puhkeolekusse. Kriitiliselt summutatud süsteem käitub samamoodi nagu ülesummutatud süsteem, kuid see on optimaalselt konstrueeritud nii, et see naaseb võimalikult kiiresti algsesse asendisse.
Kvantharmooniline ostsillaator kirjeldab, kuidas kaks molekuli üksteisega suhtlevad. Need vibreerivad edasi-tagasi sarnaselt vedrul oleva massiga. Vedrukonstandi asemel kasutab kvantharmoonilise ostsillaatori võrrand sideme jõukonstanti, mis kirjeldab kahe molekuli vahelise sideme tugevust. Nurkkiiruse ja sageduse suhe on sama.