個別にアーティキュレートされた複数の音を同時に演奏できるシンセサイザーを指します。ほとんどの場合、それらの音はすべて似たサウンドやパッチで鳴ります。これを実現するには、演奏したい音ごとに、オシレーター、フィルター、アンプ、エンベロープなどが必要です。そのため、ほとんどの「ポリフォニック」シンセは、同時に鳴らせる音数が決まっているという意味で、ポリフォニー（同時発音数）に限りがあります。その結果、ほとんどのモジュラーシンセはモノフォニックです。たった1音を出すだけでも、多くのハードウェアとパッチが必要になるからです（ただし、大規模なモジュラーシステムでは、1つのケースの中で複数のモノフォニックシンセとして動作し、異なる音色の音を同時に複数鳴らせることもよくあります）。
巧妙な裏技もあります。複数のオシレーターを持つシンセや、キーごとに固有のピッチを出せるオルガンのような「トップオクターブ・ディバイダー」回路を持つシンセは、複数の音を同時に演奏できますが、それらのオシレーターを1つの信号にミックスダウンして、1つのフィルターやアンプに通します。これは技術的にはパラフォニック・シンセと呼ばれ、個々の音をアーティキュレートする能力は多少損なわれます。
