John Chowning แห่งมหาวิทยาลัยแสตนฟอร์ดเป็นผู้วิจัยคนแรกในการที่จะคิดค้นการสร้างเสียงดนตรีจากเครื่องสร้างไฟฟ้ากระแสสลับอันหนึ่งที่ใช้คลื่นเสียงกล้ำคลื่นวิทยุตั้งระดับเสียงของอุปกรณ์อื่นๆ วิธีการนี้เรียกว่า FM หรือ การสังเคราะห์การใช้คลื่นเสียงกล้ำคลื่นวิทยุโดยเปลี่ยนความถี่คลื่น (Frequency Modulation) การทดลอง FM ในช่วงแรกของ Chowning ทำด้วยโปรแกรมโปรแกรมบนเมนเฟรมคอมพิวเตอร์

FM ใช้อุปกรณ์สร้างคลื่นไซน์ ซึ่งเรียกว่า โอเปอร์เรเตอร์ โดยความถี่มูลฐานของโอเปอร์เรเตอร์ต้องนิ่งพอ โดยปกติแล้วจะสร้างจากสัญญาณดิจิตอล แต่ละเสียงที่ออกมาของโอเปอร์เรเตอร์อาจจะถูกนำไปเป็นสัญญาณป้อนให้โอเปอร์เรเตอร์อื่น ผ่าน ADSR หรืออุปกรณ์ควบคุมแวดล้อมอื่นๆ โอเปอร์เรเตอร์แรกจะใช้คลื่นเสียงกล้ำคลื่นวิทยุของระดับเสียงของโอเปอร์เรเตอร์ตัวที่สอง โดยวิธีนี้สามารถสร้างรูปแบบคลื่นที่ซับซ้อนได้ การสังเคราะห์ FM เป็นวิธีพื้นฐานของการสังเคราะห์เพิ่มและตัวกรองใช้ในซินธิไซเซอร์ที่ใช้หักล้างเป็นชนิดที่ไม่ใช้ในซินธิไซเซอร์ FM จนกระทั่งกลางยุค 1990 จากการต่อโอเปอร์เรเตอร์แบบเรียงกันและการโปรแกรมภาวะแวดล้อมต่างๆ สามารถจำลองารสังเคราะห์การหักล้างบางชนิดได้ ผ่านเสียงของตัวกรองอนาล็อกเรโซแนนซ์ที่เป็นไปได้ในการทำเกือบทั้งหมด FM เป็นรูปแบบที่ดีที่สุดสำหรับการสร้างเสียงที่ซินธิไซเซอร์แบบหักล้างมีความยากในการสร้างส่วนของเสียงที่ไม่เป็นฮาร์โมนิกส์เช่นเสียงระฆังที่มีเสียงคู่แปดมาปนอยู่

สิทธิบัตรของ Chowning ครอบคลุมการสังเคราะห์เสียง FM ได้ให้ลิขสิทธิ์กับบริษัทยักษ์ใหญ่ของญี่ปุ่นชื่อยามาฮ่า เป็นรายได้มหาศาลของแสตนฟอร์ดระหว่างยุค 1980 ซินธิไซเซอร์ FM ชุดแรกของยามาฮ่าคือ GS-1 GS-2 มีราคาค่อนข้างสูงและหนัก ปัจจุบันรุ่นต่อมาของ GS มีขนาดเล็กลง ปัจจุบันรุ่น CE20 และ CE25 Combo Ensembles ซึ่งมีเป้าหมายหลักในการค้าที่ออแกนบ้าน และ และสร้างคีย์บอร์ออคเตฟที่ 4 รุ่นที่ 3 คือ DX-7 ในปี 1983 มีขนาดและน้ำหนักเหมือนกับ Prophet-5 มีราคาที่สมเหตุสมผล และขึ้นกับวงจรรวมสัญญาณดิจิตอลที่สร้าง FM ได้หลายระดับเสียง DX-7 เป็นที่นิยมมากและใช้ในกว่าพันอัลบั้มเพลงป๊อปนับจากยุค 1980 ยามาฮ่ายังได้รับลิขสิทธิ์อื่นๆ ในเทคโนโลยี FM ด้วย เมื่อสิทธิบัตรของแสตนฟอร์ดหมดอายุลงเกือบทุกคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลในโลกจะมีระบบเสียงที่เป็นแบบ built-in 4-opertor FM digital synthesizer