Do wytworzenia dźwięku stosuje się układy zwane operatorami. Jeden z nich generuje sygnał o częstotliwości nośnej, drugi generuje sygnał modulujący nośną. Informacja o rodzaju instrumentu jest podawana w postaci danych obwiedni ADSR. Schemat prostego syntetyzera FM składającego się z dwóch operatorów został przedstawiony na rysunku 1 . W obecnych układach stosuje się do 6 operatorów, połączonych wzajemnie w sposób zależny od wybranego algorytmu. Każdy operator składa się z generatora przebiegu, generatora obwiedni ADSR, oraz amplifiltru regulującego amplitude wyjściową sygnału.

Widmo syntezy zależy bezpośrednio od wartości indeksu modulacji. Przy jego zwiększaniu widmo zajmuje szersze pasmo, pojawiają się kolejne harmoniczne sygnału. Sytuacja ta jest przedstawiona na rysunku 2. Jak można łatwo zaobserwować, synteza ta słabo odwzorowywuje instrumenty których widmo zawiera liczne składowe nieharmoniczne. Istnieje jednak możliwość dobrania takiego indeksu modulacji, aby składowe harmoniczne na zasadzie "aliasingu" odbiły sie tworząc składowe nieharmoniczne