Eine MP3 ist eine digitale Audiodatei, die mit einem von der Motion Pictures Experts Group (MPEG) definierten Standard komprimiert wurde. MPEG wurde gegründet, um Techniken für den Umgang mit digitalem Video zu entwickeln; Da die meisten Videos auch Audio enthalten, wurde dieses Format als Audioerweiterung dieses Werks entwickelt. Offiziell als „MPEG-1, Layer 3“ bekannt, ist MP3 ein verlustbehafteter Komprimierungsalgorithmus, der durch psychoakustische Modellierung die Größe von Audiodateien um bis zu 90 % reduziert.
Die Psychoakustik nutzt Mängel im menschlichen Hörsystem, um digitale Bits zu verwerfen, die nicht hörbaren Klängen entsprechen. Das menschliche Ohr kann leise Töne nicht hören, wenn laute Töne mit einer ähnlichen Frequenz vorhanden sind; zum Beispiel wird ein Sprachgespräch unhörbar, wenn ein Jet tief über dem Kopf fliegt. Dieser Effekt wird als auditive Maskierung bezeichnet und richtig ausgeführt, werden die verworfenen Geräusche nicht übersehen.
MP3 ist ein verlustbehafteter Algorithmus in dem Sinne, dass die ursprünglichen Bits nicht aus den komprimierten Bits wiederhergestellt werden können. Hörtechnisch ist das Format jedoch verlustfrei, da das menschliche Ohr nicht zwischen einer CD-Aufnahme und einer korrekt kodierten Version davon unterscheiden kann. MP3s erreichen diese Transparenz mit einer Bitrate von etwa 256 Kilobit pro Sekunde, also etwa einem Sechstel der 1.4 Megabit pro Sekunde, die das CD-Format benötigt.
Es ist möglich, MP3s mit niedrigeren Bitraten aufzunehmen, was noch mehr Platz spart, aber bei Raten unter 128 Kilobit pro Sekunde treten hörbare Unterschiede auf. Bei diesen niedrigeren Bitraten kann das Format einen Trick verwenden, der als Joint Stereo bekannt ist, um die Qualität zu verbessern. Audio besteht im Allgemeinen aus linken und rechten Audiospuren. Joint Stereo kombiniert, wann immer möglich, die gemeinsamen Klänge der linken und rechten Spuren in einer Spur. Statt links und rechts gibt es „gemeinsame“ und „unterschiedliche“ Kanäle.
Als offener Standard und damit für jeden verfügbar zu sein, hat eine wichtige Rolle bei der weit verbreiteten Akzeptanz des MP3-Dateiformats gespielt. Während bestimmte Implementierungen, wie die des Fraunhofer Instituts, durch Patente geschützt sein können, gibt es zahlreiche Open-Source-Implementierungen. Dateien in diesem Format waren ursprünglich nur auf Computern abspielbar, aber seitdem wurden kostengünstige tragbare Player entwickelt.