В физике часто используется разложение гармонического ряда в ряд Фурье по следующим причинам:

• Облегчение анализа явлений, которые описываются сложными функциями. 2 Не всегда возможно аналитически посчитать производную, а в случае с набором синусов и косинусов такой проблемы не возникает. 2
• Возможность выразить практически любую функцию. 1 В том числе те, которые ведут себя не лучшим образом, например, в точках с неопределённой производной. 1
• Удобство применения в задачах, где есть какие-либо колебания или волны. 2 Например, в акустике, астрономии, радиотехнике. 2
• Возможность исследовать периодические негармонические сигналы. 3 Для этого можно подобрать ряд гармонических (синусоидальных) сигналов с такими амплитудами, частотами и начальными фазами, алгебраическая сумма ординат которых в любой момент времени равна ординате исследуемого несинусоидального сигнала. 3