Johnson-Nyquist gürültüsü olarak da bilinen termal gürültü, iletkenler ve dirençlerdeki elektronların rastgele termal çalkalanmasından kaynaklanır. Bu hareket, tüm elektronik devrelerde ve sistemlerde bulunan rastgele voltaj dalgalanmalarına neden olur. Termal gürültü, geniş bir frekans aralığında düz bir güç spektral yoğunluğu ile karakterize edilir; bu, fark edilebilir bir perde veya frekansa sahip olmadığından insan kulağı için onu “beyaz gürültü” olarak ayırt edilemez kılar.
Termal gürültünün önemi temel nedeninde yatmaktadır: iletken malzemelerdeki yük taşıyıcılarının, özellikle de elektronların termal hareketi. Sıcaklık arttıkça bu elektronların hareketi artar ve elektronik bileşenlerde daha yüksek düzeyde termal gürültüye yol açar. Bu gürültü, iletişim sistemlerindeki ve elektronik cihazlardaki sinyal kalitesini etkileyebilir ve etkisini en aza indirecek yöntemler gerektirir.
Termal gürültü ile atış gürültüsü arasındaki temel fark, kökenlerinde ve istatistiksel özelliklerinde yatmaktadır. Termal gürültü, termal çalkalamanın bir sonucudur ve sıcaklıkla orantılıdır. Tüm frekanslarda sabit bir güç spektral yoğunluğuna sahiptir ve arka plan sesine eşit şekilde katkıda bulunur. Öte yandan atış gürültüsü, elektrik yükünün ayrık doğasından ve elektronlar veya fotonlar bir dedektöre ulaştıkça istatistiksel dalgalanmalardan kaynaklanır. Atış gürültüsü bir Poisson dağılımı sergiler ve yük taşıyıcılarının ayrık doğasının önemli hale geldiği düşük sinyal seviyelerinde daha görünür olur.
Beyaz gürültü, düz güç spektral yoğunluğuna sahip bir gürültü türünü ifade eder; bu, belirli bir bant genişliği içindeki tüm frekanslarda eşit yoğunluğa sahip olduğu anlamına gelir. Termal gürültüye genellikle beyaz gürültü denir çünkü güç spektral yoğunluğu geniş bir frekans aralığında düzdür, tıpkı beyaz ışığın tüm görünür dalga boylarını eşit olarak içermesi gibi. Bu düzlük, test, ölçüm veya rastgele sinyal üretimi için geniş spektrumlu bir gürültü kaynağının gerekli olduğu çeşitli uygulamalarda onu faydalı kılar.
Termal gürültü ile titreşim gürültüsü (veya 1/f gürültü) arasındaki fark, bunların frekans özellikleridir. Termal gürültü düz bir güç spektral yoğunluğuna sahipken, kırpışma gürültüsü, frekans azaldıkça artan, frekansa bağlı bir güç spektral yoğunluğuna sahiptir. Titreşim gürültüsü, iletkenlik veya taşıyıcı hareketliliğinde değişikliklere neden olan düzensizlikler veya kusurlar nedeniyle elektronik bileşenlerde ve malzemelerde sıklıkla gözlemlenir. Termal çalkantı nedeniyle yüksek frekanslarda baskın olan termal gürültünün aksine, titreşim gürültüsü düşük frekanslarda daha belirgin hale gelir ve hassas elektronik devrelerin ve cihazların performansını etkiler.