Тон Шепарда — звук, образуемый наложением синусоидальных волн, частоты которых кратны друг другу (т.е. в нашем случае расположены по октавам). Такой звукоряд создаёт иллюзию бесконечно понижающегося или повышающегося тона, в то время как на самом деле его высота в целом не меняется, а поднимается лишь в пределах одной октавы, затем повторяясь — в итоге получается звуковой вариант бесконечной лестницы (см. рис. 1).

На рис. 2 показана последовательность нот, изображённых в системе координат, где у — высота звука, а х — время. Фиолетовые ноты — тихие, но чем ближе они становятся к желтому, тем они громче. Получается, что если взять одну изолированную последовательность, она будет затихать к началу и концу, увеличивая свою громкость к середине. В связи с тем, что параллельно тихим низам и верхам фразы идут громкие средние ноты другой, эти начальные низы и конечные верхи теряются, становятся неслышными. Что мы имеем? Постоянное повышение с завуалированным, невидимым для нашего мозга резким спуском на октаву при начале новой фразы. В ловушку мозг ставит ещё и то, что звук сам не чистый, а содержащий множество помех. Выходит, раз наш мозг конца фразы не слышит, значит его нет, вот мы и ощущаем постоянное возрастание звука.