海浪谱不仅表明海浪内部构成，还能给出海浪的外部特征。海浪可视作由无限多个振幅不同、频率不同、方向不同、相位不同的简谐波组成。海浪谱给出海浪中各简谐波的波高二次方在波频率上的分布。由于简谐波的波高二次方正比于其能量，故海浪谱描述了海浪能量相对于各组成波的分布。它是随机海浪的一个重要统计性质。现在世界上已提出了多个得到普遍应用的海浪谱公式。主要包括假设波高和波周期均服从瑞利分布导出的布式谱；国际船舶结构会议推荐的国际船舶结构会议（ISSC）谱；根据北大西洋一定点测量数据推导的适用于充分成长海浪的皮尔逊-莫斯克维奇（P-M）谱以及国际船模试验水池会议推荐的无相关典型海浪谱资料可用时建议采用的国际拖曳水池会议（ITTC）谱等。波浪谱公式实际上是根据某些特定海域的长期观测资料确定的所谓的数学模型。按照不同的数学方法，海浪谱的估计方法分为相关函数法和快速傅氏变换算法两种，随着计算机的发展，20世纪70年代开始引用最大熵等方法。

实际上海浪谱中，尚无基于严格理论形成的海浪频谱公式；由波面的记录推算出来的估计谱，是获得海浪频谱的主要途径。