ความไม่เชิงเส้นเกิดขึ้นจากผลกระทบเฉพาะต่อความกดอากาศที่เกิดจากการเคลื่อนที่ไซน์ของโมเลกุลอากาศ เมื่อการเคลื่อนที่แบบสั่นที่ก่อตัวเป็นคลื่นมีขนาดเล็ก ความดันที่เพิ่มขึ้นและลดลงก็จะน้อยเช่นกันและเกือบจะเท่ากัน แต่เมื่อการเคลื่อนที่ของคลื่นมีขนาดใหญ่ เสียง การบีบตัวแต่ละครั้งจะสร้างแรงดันส่วนเกินที่มีแอมพลิจูดมากกว่าการลดลงของแรงดันที่เกิดจากการทำให้บริสุทธิ์แต่ละครั้ง สิ่งนี้สามารถทำนายได้โดยกฎของแก๊สในอุดมคติ ซึ่งระบุว่าการเพิ่มปริมาตรของแก๊สครึ่งหนึ่งจะลดความดันลงเพียงหนึ่งในสาม ในขณะที่การลดปริมาตรลงครึ่งหนึ่งจะเพิ่มความดันขึ้นสองเท่า ผลที่ได้คือแรงดันส่วนเกินสุทธิ—ปรากฏการณ์ที่มีความสำคัญเฉพาะกับคลื่นที่มีแอมพลิจูดมากกว่า 100 ปาสคาลเท่านั้น