건물이나 현수교와 같은 건축물은 지진파를 받으면 심하게 흔들리는 동적인 응답(dynamic response)을 나타낸다. 이와 같이 모든 물체는 외란을 받으면 정도의 차이는 있지만 동적인 요동을 나타내고, 이렇게 외부로부터 동적인 힘을 받아 진동하는 현상을 강제진동(forced vibration)이라고 부른다.
이와는 별도로 물체는 외란을 받지 않더라도 각기 고유한 진동 특성을 지니고 있고, 이 고유한 진동 특성을 고유진동 혹은 자유진동(free vibration)이라고 부른다. 현실적으로 동적인 힘이 외부로부터 가해지지 않으면 물체는 진동을 일으키지 않는다. 따라서, 고유진동은 그 물체가 지니고 있는 고유한 동적인 본성을 의미한다. 예를 들어, 한쪽 끝이 벽에 고정되어 있는 얇은 금속판은 외부로부터 아무런 동적인 힘을 받지 않으면 진동할 수 없다. 하지만 이 금속판은 자신이 지니고 있는 형상, 구속조건 및 재질에 의해 결정되는 고유진동 특성을 지니게 된다. 그리고 고유진동 특성은 고유진동수(natural frequency), 고유모드(natural mode) 및 감쇠비(damping ratio)로 표현된다.
이러한 고유진동 특성은 실험, 이론 및 수치해석적인 방법으로 분석할 수 있으며, 실험의 경우에는 외란을 가하는 가진장치와 오실로스코프와 같은 측정장비로 공진(resonance) 현상을 이용하여 측정한다. 이론 및 수치해석(numerical analysis) 기법은 고유진동 현상을 지배하는 수학적인 표현을 손으로 직접 풀거나 아니면 유한요소법(finite element method)과 같은 수치해석 기법으로 근사해(approximate solution)를 구하는 방법이다.
참고로 물체가 강제진동을 할 경우, 외란의 주파수와 물체의 고유진동수가 일치하거나 매우 근접하게 되면 동적 응답이 무한히 커지는 공진현상을 나타낸다. 또한, 강제로 물체를 진동시킨 후 외란을 제거한 후 어느 정도 시간이 지나면 물체는 1차 고유진동수로 자유진동 하게 된다. 1차 고유진동은 그 물체가 가장 변형되기 쉬운 모양을 의미하고, 강제진동에 따른 물체의 동적 응답은 그 물체의 모든 고유진동 모드의 조합으로 표현된다.
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