正弦波或正弦曲线是描述平稳周期振荡的数学曲线。正弦波是连续波。它是以正弦函数命名的，它是正弦函数的图像。它经常出现在基础数学和应用数学以及物理、工程、信号处理和许多其他领域。它作为时间(t)的函数的最基本形式是： y(t)=Asin(2πft+φ)=Asin(ωt+φ)。
其中：
波在物理学中很重要，因为当它被加到另一个相同频率、任意相位和大小的正弦波上时，它会保持其波形。这是唯一具有这种特性的周期性波形。这一特性使它在傅立叶分析中具有重要意义，并使其在声学上独一无二。
一般来说，该函数还可能具有：
这就是
，如果波浪向右移动
如果波浪向左移动。
波数与角频率的关系如下：
其中λ(λ)是波长，f是频率，v是线速度。
这个方程给出了一维正弦波；因此，上面给出的广义方程给出了波在时间t时刻位置x处沿单线的位移。例如，这可以被认为是沿着导线的波的值。
在二维或三维空间中，如果位置x和波数k被解释为矢量，并且将它们的乘积解释为点积，则同样的方程描述了行进平面波。对于更复杂的波，例如石头被扔进池塘后水波的高度，需要更复杂的方程。
这种波形通常在自然界中出现，包括风浪、声波和光波。
余弦波被称为正弦波，因为 它也是相移为π/2弧度的正弦波。正因为如此，人们常说余弦函数领先于正弦函数，或者正弦滞后于余弦函数。
人耳能够清晰的识别单一的正弦波，因为正弦波代表没有谐波的单个频率。
对人耳来说，由多个正弦波组成的声音会有可感知的谐波；不同的正弦波的加入会产生不同的波形，从而改变声音的音色。除了基本原因之外，高次谐波的存在还会导致音色的变化，这也是不同乐器演奏的相同音符(相同频率)听起来不同的原因。另一方面，如果声音包含非周期性波和正弦波(正弦波是周期性的)，那么声音将被感知为噪声，因为噪声的特征是非周期性或者具有非重复模式。
由于正弦波在分布式线性系统中传播时不改变形式，因此通常用于分析波的传播。空间中沿两个方向传播的正弦波可以表示为
当两个具有相同振幅和频率并沿相反方向传播的波相互叠加时，就会产生驻波图案。注意，在拨动的弦上，干扰波是从弦的固定端点反射的波。因此，驻波只出现在某些频率上，这些频率称为谐振频率，由基频及其高次谐波组成。弦的共振频率正比于:固定端之间的长度；及绳子的张力；并且与每单位长度绳子的质量成反比。
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