シンセサイザーの音の合成方式のひとつ。日本語では「物理モデリング」と呼ばれる。音の波形そのものを合成するのではなく、実在する楽器の物理的な構造に着目してシミュレーションを行う事により音の信号を作り出す方式である
例えば弦楽器であれば、弦がどのように振動し、どのように共鳴するかという事を物理学的な見地から計算を行う。計算の負荷は高くなりがちであるが、使用するモデルの精度が高ければ、実際の楽器のニュアンスに近い音が得られる可能性がある。また、実際の楽器のモデルを用いている関係上、音質を調整するパラメータも、例えば、弦の材質や、弦のどの場所を弾くか、など、実際の楽器をイメージさせるものになる事も特徴的である。 一方で、「弦楽器」「管楽器」「ドラム」などの基本の楽器モデルの範囲を超える音は出ない
ヤマハはフィジカルモデリング音源を「 VA（Virtual Acoustic）音源」と名付けて、商品化している。管楽器/弦楽器をシミュレートするモノフォニックな音源であり、管楽器を模したウインドコントローラーでコントロールする、というやや特殊な音源である
一方でヤマハはAN音源と名付けたバーチャルアナログ方式のシンセサイザーを「アナログフィジカルモデリング音源」と呼んでいるが、これは機械的な構造ではなくアナログシンセサイザーの電気回路をシミュレートするものであり、いわゆるVAシンセサイザーに相当する