Un importante tipo de resonador con características acústicas muy diferentes es el resonador de Helmholtz, llamado así por el físico alemán Hermann von Helmholtz. Esencialmente una esfera hueca con un cuello corto y de pequeño diámetro, un resonador de Helmholtz tiene una única frecuencia de resonancia aislada y ninguna otra resonancia por debajo de unas 10 veces esa frecuencia. La frecuencia de resonancia (f) de un resonador de Helmholtz clásico, mostrado en la figura 8, viene determinada por su volumen (V) y por la longitud (L) y el área (A) de su cuello:donde S es la velocidad del sonido en el aire. Como en el caso de los tubos comentados anteriormente, el valor de la longitud del cuello debe darse como la longitud efectiva, que depende de su radio.

La resonancia aislada de un resonador de Helmholtz lo hizo útil para el estudio de los tonos musicales a mediados del siglo XIX, antes de que se hubieran inventado los analizadores electrónicos. Cuando se mantiene un resonador cerca de la fuente de un sonido, el aire que contiene comenzará a resonar si el tono que se analiza tiene un componente espectral en la frecuencia del resonador. Escuchando atentamente el tono de un instrumento musical con un resonador de este tipo, es posible identificar los componentes espectrales de una onda sonora compleja como las generadas por los instrumentos musicales.

La cavidad de aire de un instrumento de cuerda, como el violín o la guitarra, funciona acústicamente como un resonador de tipo Helmholtz, reforzando las frecuencias cercanas a la parte inferior de la gama del instrumento y dando así más fuerza al tono del instrumento en su gama baja. El filtro acústico de paso de banda que se muestra en la figura 3D utiliza un resonador de Helmholtz para absorber una banda de frecuencias de la onda sonora que pasa por un conducto de aire y luego reemitirlas con la fase opuesta, de modo que interfieran destructivamente con la onda entrante y la hagan atenuar. Las grandes jarras utilizadas en una banda de jarra también funcionan como resonadores de Helmholtz, resonando a una sola frecuencia baja cuando se sopla aire a través de sus aberturas. Los diapasones se montan a menudo en cajas, porque la cavidad de aire de una caja oscila como un resonador de Helmholtz y proporciona un acoplamiento entre el diapasón y el aire exterior.