Les modèles de synthèse dites de synthèse modale se situent à mi-chemin entre les modèles purement physiques et les modèles de signaux. L'IRCAM développe un environnement de synthèse modale baptisé Modalys. Les objets sonores sont représentés par une collection de sous-structures interagissantes et vibrantes. Chacune d'entre-elle est caractérisée par un jeu de données modales et représente des systèmes acoustiques tels que des chevalets, des caisses de résonnance, des tubes acoustiques, des cloches, des membranes de timbales, des cordes, etc.
L'intérêt principal de cette méthodologie vient de la simplicité de la représentation des structures et à la diversité des méthodes d'analyse qui sont disponibles. En effet, les données modales qui caractérisent les sous-structures peuvent provenir soit de fonctions intégrées qui calculent analytiquement les informations modales à partir de caractéristiques géométriques d'objets simples (cordes, membranes, tubes acoustiques...), soit de mesures expérimentales sur des objets physiques, soit d'une quelconque autre source pour peu que le jeu de données modales ait un sens acoustique.
Le couplage des structures s'obtient à partir de sous programmes d'interactions particuliers (par exemple: A-frappe-B, A-pince-B, A-colle-B ...). Le son est obtenu en plaçant virtuellement des micros sur une des structures vibrantes.