频率噪声是指振荡信号的瞬时频率的随机涨落。瞬时频率定义为： 

也就是振荡相位随时间 φ的微分值。任何与线性相位演化的偏差都被称为频率噪声。 

频率噪声的功率谱密度（单位通常是Hz2/Hz）与相位噪声直接相关： 

其中f 是噪声频率，白频率噪声（Sν(f) = const）对应于相位噪声的功率谱密度与f−2成反比。在这种情况下，线宽对应于频率噪声的单面功率谱密度的π倍（或者单面功率谱密度的2π倍）。当单频激光器只存在量子噪声和具有Schawlow-Townes线宽时，会存在上述情况。 

相位噪声和频率噪声是描述相同现象的不同方法。但是，在技术上对频率噪声进行数值处理比采用相位噪声要有优势。