Fale są fundamentalnym zjawiskiem fizycznym występującym w przyrodzie i odgrywają kluczową rolę w wielu procesach.
Rodzaje fal mechanicznych to zaburzenia rozchodzące się w ośrodku materialnym, gdzie energia jest przekazywana przez drgające cząsteczki. Wyróżniamy dwa podstawowe typy: fale podłużne (gdzie cząsteczki drgają równolegle do kierunku rozchodzenia się fali, jak w przypadku dźwięku) oraz fale poprzeczne (gdzie cząsteczki drgają prostopadle do kierunku rozchodzenia się fali, jak w przypadku fal na wodzie). Wielkości opisujące fale obejmują amplitudę, częstotliwość, okres fali, długość fali oraz prędkość rozchodzenia się fali. Przykładami fal mechanicznych są fale dźwiękowe, sejsmiczne czy fale na powierzchni wody.
Fale elektromagnetyczne stanowią drugi główny rodzaj fal, które w przeciwieństwie do fal mechanicznych mogą rozchodzić się w próżni. Rodzaje fal elektromagnetycznych obejmują fale radiowe, mikrofale, promieniowanie podczerwone, światło widzialne, promieniowanie ultrafioletowe, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. Zastosowanie fal elektromagnetycznych jest niezwykle szerokie - od komunikacji radiowej i telewizyjnej, przez medycynę (diagnostyka rentgenowska), po zastosowania przemysłowe i naukowe. W dziedzinie Fale i optyka szczególną uwagę poświęca się zachowaniu światła jako fali elektromagnetycznej, badając zjawiska takie jak odbicie, załamanie, dyfrakcja czy interferencja. Cechy fali mechanicznej i elektromagnetycznej, mimo różnic w naturze ich powstawania i rozchodzenia się, opisywane są podobnymi parametrami fizycznymi, co pozwala na ich jednolite matematyczne przedstawienie w ramach teorii falowej.
