周波数スペクトルを周波数(角振動数) ω {\displaystyle \omega } の関数とみなしたとき、これをスペクトル関数とよぶ。また、時間的変動を周波数でなく、特性時間 τ {\displaystyle \tau } などの周波数以外の変数について分解した場合も、一般にスペクトル関数とよぶ。
スペクトル関数がわかれば、時間的に変化する元の変数を書き表すことが出来る。例えば、周波数スペクトル関数を F ( ω ) {\displaystyle F(\omega )} とすると、元の変数 x ( t ) {\displaystyle x(t)} は
ただしCは F ( ω ) {\displaystyle F(\omega )} の定義によって定まる定数で、 C = 1 / 2 π {\displaystyle C=1/{\sqrt {2\pi }}} としたり、 C = 1 {\displaystyle C=1} としたりする。
緩和が本質的であるような現象では、緩和スペクトルを H ( τ ) {\displaystyle H(\tau )} とすると
である。スペクトル関数はかなり一般的な言葉で、スペクトルとほぼ同意語である。