En vigtig type resonator med meget forskellige akustiske egenskaber er Helmholtz-resonatoren, der er opkaldt efter den tyske fysiker Hermann von Helmholtz. En Helmholtz-resonator er i det væsentlige en hul kugle med en kort hals med lille diameter og har en enkelt isoleret resonansfrekvens og ingen andre resonanser under ca. 10 gange denne frekvens. Resonansfrekvensen (f) for en klassisk Helmholtz-resonator, der er vist i figur 8, bestemmes af dens volumen (V) og af halsens længde (L) og areal (A):hvor S er lydhastigheden i luft. Som for de ovenfor omtalte rør skal værdien af halsens længde angives som den effektive længde, der afhænger af dens radius.

Den isolerede resonans af en Helmholtz-resonator gjorde den nyttig til undersøgelse af musikalske toner i midten af det 19. århundrede, før elektroniske analysatorer var blevet opfundet. Når en resonator holdes tæt på kilden til en lyd, vil luften i den begynde at resonere, hvis den tone, der analyseres, har en spektralkomponent ved resonatorens frekvens. Ved at lytte nøje til tonen fra et musikinstrument med en sådan resonator er det muligt at identificere spektralkomponenterne i en kompleks lydbølge, som f.eks. dem, der genereres af musikinstrumenter.

Lufthullet i et strygeinstrument, f.eks. violin eller guitar, fungerer akustisk som en resonator af Helmholtz-typen, der forstærker frekvenser nær bunden af instrumentets område og derved giver instrumentets tone mere styrke i det lave område. Det akustiske båndpasfilter, der er vist i figur 3D, anvender en Helmholtz-resonator til at absorbere et bånd af frekvenser fra lydbølgen, der passerer ned gennem en luftkanal, og derefter genudsende dem med modsat fase, således at de interfererer destruktivt med den indkommende bølge og får den til at svækkes. De store kander, der anvendes i et kandeorkester, fungerer også som Helmholtz-resonatorer, idet de resonerer ved en enkelt lav frekvens, når der blæses luft gennem deres åbninger. Stemmegafler er ofte monteret på kasser, fordi lufthullet i en kasse svinger som en Helmholtz-resonator og giver kobling mellem stemmegaflen og luften udenfor.