振动信号按时间历程的分类如图所示，即将振动分为确定性振动和随机振动两大类。
图1 振动信号的分类
确定性振动可分为周期性振动和非周期性振动。周期振动包括简谐振动和复杂周期振动。非周期振动包括准周期振动和瞬态振动。准周期振动由一些不同频率的简谐振动合成，在这些不同频率的简谐分量中，总会有一个分量与另一个分量的频率的比值为无理数，因而是非周期振动。
随机振动是一种非确定性振动，它只服从一定的统计规律，可分为平稳随机振动和非平稳随机振动。平稳随机振动又包括各态历经的平稳随机振动和非各态历经的平稳随机振动。
一般来说，仪器设备的振动信号中既包含有确定性的振动，又包含有随机振动。，但对于一个线性振动系统来说，振动信号可用谱分析技术化作许多简谐振动的叠加。因此简谐振动是最基本也是最简单的振动。