Le principe de superposition exprime simplement que les amplitudes des ondes s'ajoutent. Dans le cas des ondes électromagnétiques, ce sont donc les vecteurs champ électrique ou magnétique qui se combinent de manière additive.

On montre que, dans le vide, chaque composante du champ électrique et du champ magnétique (notée ) vérifie l'équation différentielle suivante :

Cette équation est linéaire ; c'est à dire que si ... sont solutions de cette équation, alors n'importe quelle combinaison linéaire :

où les sont des coefficients arbitraires, est aussi solution.