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La synthèses soustractive consiste à filtrer des tables d'ondes riches en harmoniques. Au lieu d'empiler des harmoniques les unes sur les autres afin d'obtenir le timbre désiré, on part d'un timbre très riches dans lequel le filtre retire les bandes de fréquence qu'on ne désire pas. C'est donc très économique en moyens mis en œuvre.
Ainsi, un oscillateur génère des formes d'ondes qui passent dans un filtre avant d'être amplifiées. Ces trois modules sont généralement contrôlés par d'autres modules afin de les faire varier dans le temps.
Exemple d'un patch classique de synthé analogique:
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Le symbole 
désigne ici la chaine électroacoustique d'amplification.
Ce qui a fait le succès commercial de la synthèse soustractive est son prix très abordable surtout avant l'arrivée des ordinateur, et sa simplicité d'utilisation.