Die wahrgenommene Tonhöhe eines Klanges entspricht i.a. derjenigen der Grundschwingung (1. Harmonische). Die virtuelle Tonhöhe entsteht, wenn von einem breitbandigen Linienspektrum nur ein höherfrequenter Teil übertragen wird. Dieser Vorgang ist in der nebenstehenden Abbildung dargestellt. Der resultierende "Restklang", der Klang aus dem die Harmonischen der tieferen Ordnungsnummern entfernt sind, wird als Residuum oder Residualklang bezeichnet. Da der Residualklang aus dem ursprünglichen Schallereignis durch das Entfernen der unteren Harmonischen entstanden ist, erwartet man , daß sich die musikalische Tonhöhe des Residuums gegenüber dem ursprünglichen Klang verändert. Dies ist aber nicht der Fall. Die wahrgenommene musikalische Tonhöhe ist gleich geblieben, lediglich die Klangfarbe des Schallereignisses hat sich geändert. Die sich einstellende Tonhöhe des Residualklanges wird als virtuelle Tonhöhe bezeichnet.
Der Effekt der virtuellen Tonhöhe kann soweit gesteigert werden, daß die Tonhöhenempfindung nur noch als Illusion auftritt.
Sie wird vom Gehör aufgrund von Erfahrungen der Wahrnehmung von Sprache und Musik gebildet. Dabei bezieht es sich auf die realen Bedingungen der akustischen Informationsaufnahme.
