FM 신디사이저의 오퍼레이터는 사인파를 발생시키는 오실레이터와 엔벨로프 제너레이터, VCA가 하나의 그룹으로 구성되어 있습니다. FM 신디사이저는 오퍼레이터를 모듈레이터 또는 캐리어로 사용함으로써 주파수 모듈레이션(FM)을 구현합니다.

• Modulator : 캐리어를 변조하는 오퍼레이터입니다. 캐리어의 볼륨을 높이지 않으면 모듈레이터가 캐리어에 미치는 영향만 들을 수 있으므로 모듈레이터의 소리는 들리지 않습니다.
• Carrier : 모듈레이터에 의해 변조되는 오퍼레이터입니다.

FM(Frequency Modulation)에 의해 생성된 음색은 다양한 배음을 담고 있고, 파라미터를 변경해서 배음 구조를 변경가능합니다.

모듈레이터의 사인파형 자체로는 배음이 없지만, 캐리어를 합성하는 비율이 높아질수록 배음 성분이 많아지게 됩니다. 모듈레이터와 캐리어의 비율로 배음 성분을 생성할 수 있기 때문에 FM 신디사이저에는 보통 VCF가 없습니다.

캐리어 주파수가 모듈레이터 주파수와 배음관계에 있는 주파수일 때는 하모닉 사운드가 생성되고, 캐리어 주파수가 모듈레이터 주파수와 배음관계가 아닐 경우에는 넌하모닉(Non-harmonic) 사운드가 생성됩니다. 이러한 특징을 잘 이용하면 음정이 있는 일반 음색과 타악기 음색을 만들어내는 것에 사용할 수 있습니다.

FM 신디사이저에서는 미리 패치 프로그램 제작자가 오퍼레이터들을 모듈레이터와 캐리어로 조합하는 알고리즘을 만들어 놓습니다. 연주자는 해당하는 오퍼레이터(모듈레이터, 캐리어)를 얼마나 동작시킬 것인지만 변경하여 사용하게 됩니다. 어떤 알고리즘은 오르간 소리를 재현하는 것에 효과적이고 다른 알고리즘은 피아노 소리를 재현하는 것에 효과적이고, 이런식으로 스트링, 관악기, 타악기 등 각각의 악기 카테고리 별로 효과적인 알고리즘이 있습니다.