La fréquence d'un signal est la mesure du nombre d'oscillations pendant une unité de temps. Mais en pratique, les signaux n’ont pas de fréquence stable et constante, ce qui rend l’approche de la mesure temps-fréquence complexe. Cet article a pour objet la présentation des compteurs travaillant en haute fréquence (supérieure à 300 MHz), ainsi que les mesures de bruit de phase. Ainsi, sont traitées les mesures de fréquence micro-ondes qui nécessitent de faire appel à des formes de conversion abaisseuse de fréquences. Ensuite, sont présentées les différentes techniques qui permettent de caractériser un signal dans le domaine fréquentiel.

La détermination d’une fréquence s’effectue en comptant et en mémorisant pendant une unité de temps un nombre d’impulsions. Le recours à une période de référence, ou à un nombre de cycles d’une horloge de référence, est fréquent. Cependant, la synchronisation de la grandeur de référence et du signal à mesurer n’étant jamais entière, des résidus temporels subsistent et ne sont pas traités. Pour autant, certaines méthodes de mesure permettent la prise en compte de ces résidus, notamment celle de l’étirement d’intervalle de temps suivie par la méthode du compteur, de la double conversion ou encore de la méthode Vernier. Les appareils de mesure deviennent alors plus précis.