헬름홀츠 공명기는 19세기 공명을 발견한 헬름홀츠가 소리 연구를 위해서 고안해 낸 것이다. 헬름홀츠 공명기는 아래 그림과 같이 빈 유리공으로 되어 있고, 마주보는 양쪽이 볼록하게 나와있다. 

아래 그림은 헬름홀츠 공명기를 이용하여 공명주파수를 측정하는 장치이다. 공명기의 한쪽 입구는 귀에 대고 한쪽 끝은 주기성을 가진 음원에 댄다. 그러면 소리가 공명기 내부 빈 공간의 공명주파수와 같거나 비슷한 자연수 배음(harmonic)을 가질 경우에는 공명기는 그 배음을 증폭시켜 그 소리만 따로 들을 수 있다. 공명기의 소리는 음원의 소리가 사라진 후에도 남아있다. 헬름홀츠는 여러 개의 공명기를 사용해 각 주기적 소리의 배음을 찾아내고, 또 그 배음이 얼만큼 큰 에너지를 갖는지도 알아낼 수 있었다. 뿐만 아니라 자연수 배음을 갖지 않는 일부 타악기(bell, gong 등) 음향에 포함되어 있는 자연수 배가 아닌 부분음들(non-harmonic partial)의 주파수도 찾아낼 수 있었다. 참조항목: 헬름홀츠, 자연수 배가 아닌 부분음들, 공명주파수