Per rumore di fase di una forma d'onda si intendono brevi, rapide fluttuazioni nella frequenza, viste su uno schermo analizzatore di spettro come sfocatura o judder della forma d'onda sul display. Il rumore di fase diffonde la potenza di un segnale sulle frequenze adiacenti, causando bande laterali di rumore, indebolendo la potenza del segnale utilizzabile e riducendo la qualità del segnale stesso. Un segnale debole può scomparire nel rumore di fase di un forte segnale adiacente.
Il rumore di fase nel dominio della frequenza corrisponde al jitter nel dominio del tempo; una fluttuazione in frequenza è anche una deviazione del fronte di un segnale nel tempo.
La causa del rumore di fase (e del jitter) è da ricercarsi nelle irregolarità delle prestazioni dell'oscillatore che definisce il clock della forma d'onda.
Un oscillatore ideale genererebbe un'onda sinusoidale pura; tutta la potenza del segnale è ad una sola frequenza. Tutti gli oscillatori reali, però, presentano instabilità che causano componenti di rumore modulate in fase. I componenti del rumore di fase diffondono la potenza di un segnale alle frequenze adiacenti. Il rumore di fase di un oscillatore comprende spesso rumore di sfarfallio (flicker) a bassa frequenza e può includere rumore bianco. Il rumore di fase descrive la stabilità di un oscillatore nel dominio della frequenza, mentre il jitter descrive la stabilità nel dominio del tempo.
Il rumore di fase può essere misurato utilizzando un analizzatore di spettro, purché il rumore di fase del dispositivo in prova sia grande rispetto al rumore di fase dell'oscillatore locale dell'analizzatore di spettro.
Il rumore di fase intrinseco dell'analizzatore di spettro limiterà la capacità di eseguire misure di rumore di fase e impatterà le misure di modulo del vettore errore (EVM) su segnali modulati digitalmente, specialmente per i segnali a banda stretta.
Alcuni analizzatori di spettro offriranno oscillatori opzionali con una maggiore accuratezza, ad un costo aggiuntivo, per migliorare la sensibilità delle misure del rumore di fase.