Кроме записи и воспроизведения звуков из внешних источников возможен чисто компьютерный синтез звука. Сейчас таких методов два: WT и FM. WT (WaveTable — таблица волн) — воспроизведение заранее записанных в цифровом виде звучаний — сэмплов (samples). Инструменты с малой длительностью звучания обычно записываются полностью, а для остальных может записываться лишь начало/конец звука и небольшая «средняя» часть, которая затем проигрывается в цикле в течение нужного времени. 

Для изменения высоты звука оцифровка проигрывается с разной скоростью, а чтобы при этом сильно не изменялся характер звучания, сэмплы инструментов составляются из нескольких фрагментов для разных диапазонов нот. В сложных синтезаторах используется параллельное проигрывание нескольких сэмплов на одну ноту и дополнительная обработка звука(модуляция, фильтрование, различные «оживляющие» эффекты и т. п.). Большинство плат содержит встроенный набор инструментов в ПЗУ, некоторые платы позволяют дополнительно загружать собственные инструменты в ОЗУ платы. Некоторые модели PCI-плат позволяют использовать для загрузки инструментов общее ОЗУ компьютера. 

Достоинства этого метода — предельная реалистичность звучания классических инструментов и простота получения звука. Недостатки — наличие жесткого набора заранее подготовленных тембров, многие параметры которых нельзя изменять в реальном времени, большие объемы памяти для сэмплов (иногда до нескольких мегабайт на инструмент), различия в звучаниях синтезаторов.

FM (Frequency Modulation — частотная модуляция)— синтез при помощи нескольких генераторов сигнала (обычно синусоидального) со взаимной модуляцией. Каждый генератор снабжается схемой управления частотой и амплитудой сигнала и образует «оператор» — базовую единицу синтеза. Чаще всего в звуковых картах применяется 2-операторный (OPL2) синтез и иногда — 4-операторный (OPL3). Несмотря на то, что большинство карт поддерживает режим OPL3, стандартное программное обеспечение для совместимости использует их в режиме OPL2. Схема соединения операторов (алгоритм) и параметры каждого оператора (частота, амплитуда и закон их изменения во времени) определяют тембр звучания; количество операторов и степень тонкости управления ими определяют предельное количество синтезируемых тембров. 

Достоинства этого метода — отсутствие заранее записанных звуков и памяти для них, большое разнообразие получаемых звучаний, повторяемость тембров на различных картах с совместимыми синтезаторами. Недостатки — очень малое количество «благозвучных» тембров во всем возможном диапазоне звучаний, отсутствие какого-либо алгоритма для их поиска, крайне грубая имитация звучания реальных инструментов, сложность реализации тонкого управления операторами, из-за чего в звуковых картах используется сильно упрощенная схема со значительно меньшим диапазоном возможных звучаний. 

При использовании звуков реальных инструментов для синтеза лучше всего подходит метод WT; для создания же новых тембров более удобен FM, хотя возможности FM-синтезаторов звуковых карт сильно ограничены из-за своей простоты. Пожалуй, от теоретических вопросов пора перейти к конкретике, то бишь к компьютерным устройствам, предназначенным для обработки звука.