Eine Longitudinalwelle besteht aus Kompressionen und Verdünnungen. Bei Kompressionen werden die Moleküle der Welle stark komprimiert, um einen Bereich hoher molekularer Dichte zu bilden, während Verdünnungen eine niedrige molekulare Dichte haben, weil die Moleküle weit auseinander gespreizt sind.
Längswellen bewegen sich parallel zur Schwingung der Moleküle des Mediums. Bewegt sich die Welle von links nach rechts, dann schwingen die Moleküle ebenfalls in Links-Rechts-Richtung. Dies führt dazu, dass sich die Moleküle in einigen Bereichen zu Verdichtungen annähern und die Moleküle in anderen Bereichen sich ausbreiten und Verdünnungen bilden. Eine abwechselnde Reihe von Kompressionen und Verdünnungen bildet die Longitudinalwelle.