MP3 (per esteso Moving Picture Expert Group-1/2 Audio Layer 3) è un algoritmo di compressione audio di tipo lossy, sviluppato dal gruppo MPEG, in grado di ridurre drasticamente la quantità di dati richiesti per memorizzare un suono, rimanendo comunque una riproduzione accettabilmente fedele del file originale non compresso.
La compressione dei dati avviene eliminando tutti quei suoni che non vengono percepiti dal sistema uditivo umano. Infatti le registrazioni in formato wav contengono in realtà molte più informazioni di quante il nostro orecchio sia in grado di distinguere: eliminando le informazioni di troppo, si riescono ad ottenere riduzioni nelle dimensioni di oltre 10 volte (rispetto al formato wav non compresso).
In pratica il formato mp3 sfrutta i limiti del nostro sistema uditivo, limiti che dipendono sia dalla struttura del nostro orecchio (non in grado di percepire frequenze maggiori di 20 kHz, ma particolarmente sensibile alla gamma intermedia che va dai 700 Hz ai 6000 Hz circa), sia dalle modalità con cui il nostro cervello percepisce e interpreta i suoni. Questi limiti percettivi sono studiati dalla psicoacustica, un settore della psicologia che si occupa appunto della percezione dei suoni.
Un effetto particolarmente importante e sfruttato nella compressione mp3 è quello detto del mascheramento (masking), in cui la percezione (o meno) di un suono viene influenzata dalla presenza di un altro suono. Ad esempio, la conversazione a una fermata di autobus può diventare completamente impossibile se si sta avvicinando un rumoroso autobus: un suono più debole è "mascherato", cioè reso inaudibile dalla presenza di un suono più forte. Il mascheramento è tanto più efficace quanto più i due suoni hanno frequenze ravvicinate, in quanto il nostro sistema uditivo non è in grado di discriminare suoni con frequenze molto vicine.
Come abbiamo accennato, la compressione mp3 è di tipo lossy, cioè provoca una perdita di dati irrecuperabile e di conseguenza un degrado della qualità. La codifica mp3 permette scegliere quanto spinta deve essere la compressione, tenendo presente che a maggiori compressioni corrisponderanno sempre qualità inferiori del suono. La qualità della compressione mp3 viene regolata da un parametro detto bit rate il quale specifica quanti kbit il file mp3 deve usare per ogni secondo di audio registrato. Vi è anche la possibilità di variare il bit rate all'interno di un unico file mp3, usando bit rate maggiori per alcune parti e bit rate inferiori per altre (per esempio si può usare un bit rate più basso per le parti di silenzio o che contengono pochi strumenti e usare un bit rate maggiore per le parti che presentano una maggiore complessità).
I valori di bit rate utilizzabili sono molti (da 8 fino a 320 kbit/s) ma un buon compromesso fra compressione e qualità viene considerato il valore di 128 kbit/s. Noto il bit rate è facile calcolare le dimensioni di un file mp3, poiché basta moltiplicare tale valore per la durata della registrazione. La tabella seguente mette a confronto le dimensioni corrispondenti a diversi valori del bit rate:
| Bitrate | Dimensione file per secondo | Dimensione file per minuto | Dimensione file per ora |
| 8 Kbps | 1 KB | 60 KB | 3.6 MB |
| 16 Kbps | 2 KB | 120 KB | 7.2 MB |
| 32 Kbps | 4 KB | 240 KB | 14.4 MB |
| 40 Kbps | 5 KB | 300 KB | 18.0 MB |
| 48 Kbps | 6 KB | 360 KB | 21.6 MB |
| 56 Kbps | 7 KB | 420 KB | 25.2 MB |
| 64 Kbps | 8 KB | 480 KB | 28.8 MB |
| 80 Kbps | 10 KB | 600 KB | 36.0 MB |
| 96 Kbps | 12 KB | 720 KB | 43.2 MB |
| 112 Kbps | 14 KB | 840 KB | 50.4 MB |
| 128 Kbps | 16 KB | 960 KB | 57.6 MB |
| 160 Kbps | 20 KB | 1.20 MB | 72.0 MB |
| 192 Kbps | 24 KB | 1.44 MB | 86.4 MB |
| 224 Kbps | 28 KB | 1.68 MB | 100.8 MB |
| 256 Kbps | 32 KB | 1.92 MB | 115.2 MB |
| 320 Kbps | 40 KB | 2.40 MB | 144.0 MB |
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