平面行波是最基本的波,向方向传播的行波的方程为

式中为位置；为时间；为对波进行描述的物理量（例如对于海浪，为超出水面的高度；对于声波，为声压）；为波的振幅（振动的峰值）；为相位偏移；为波的角频率，描述在一个给定点波振动的快慢程度；是波数：

与波长成反比。波数表示距离内有多少波长。推广到三维情况下的方程为：

式中、和组成一个矢量，称为波矢，它的大小是波数，方向是平面波行进的方向。除了平面波以外，波矢这个名词在晶格和粒子物理的研究中也有应用，但定义有些不同。