Estas técnicas se basan en que las fallas que se generan en una máquina o estructura provocan un cambio en su comportamiento dinámico.

Las fallas generadas en los elementos rotatorios de una máquina generan fuerzas dinámicas que hacen vibrar la máquina en una forma tal que es indicativa de la falla que la genera. Por ejemplo, una picadura en una pista de rodadura de un rodamiento, generará una fuerza dinámica (o de impacto) cada vez que un elemento rodante pase por el defecto. Esto hará vibrar la máquina con componentes a frecuencias múltiples de la frecuencia con que pasan los elementos rodantes por el defecto, lo que es característico de la falla.

Las fallas generadas en equipos estáticos que alteran localmente la rigidez y/o masa de la estructura, cambian sus frecuencias naturales y modos de vibrar. El monitoreo de estas magnitudes es usado para detectar en forma rápida, por ejemplo, grados de corrosión en chimeneas industriales, grietas en estructuras y fundaciones de máquinas o grados de desgaste del recubrimiento en molinos y estanques.

El análisis del ruido (ondas sonoras en el rango audible) de una máquina, como técnica de monitoreo de su condición mecánica, es menos usada que el análisis de vibraciones debido a la interferencia entre el ruido directo de la máquina con el reflejado en paredes y piso y con el proveniente de otras máquinas cercanas. Su principal aplicación es en el monitoreo de máquinas muy pequeñas donde no se podría ubicar un sensor de vibraciones, o donde la masa agregada por el sensor de vibraciones alteraría la dinámica propia de la máquina.

Otro campo de aplicación del análisis de ruido es el de monitorear su intensidad o nivel, con el objeto de evitar el daño auditivo a los trabajadores en el ambiente de trabajo.

El análisis del sonido ultrasónico (es decir, sobre 20.000 hz) fue usado en sus inicios para detectar fugas de aire, vacío y gas. Hoy día, se usa, además, en identificar fallas en trampas de vapor, asiento de válvulas, fugas en empaquetaduras, mal funcionamiento de interruptores eléctricos, ruido en engranajes y para detectar rozamientos. El análisis de ondas de esfuerzos a frecuencias muy altas (de 0.03 a 0.8 Mhz) es cada día más usado para detectar en forma incipiente problemas en rodamientos y engranajes en general. Ejemplo de ello son el análisis de impulsos de choque SPM (Shock Pulse Meter), el análisis de ondas de esfuerzos SWAN (Stress Wave Analyzer) y el análisis de emisiones acústicas.