W przypadku, gdy prędkość źródła fali (u) jest większa od prędkości rozchodzenia się tej fali w danym ośrodku (v), powstaje fala, której czoło ma kształt stożka, w ostrzu którego znajduje się źródło fali.
Na rysunku przedstawiono czoła fal wysyłanych przez źródło znajdujące się w różnych punktach osi x. Na powierzchni stożka, zwanej stożkiem Macha, tworzy się fala uderzeniowa, która jest rezultatem nałożenia się na siebie fal kulistych o tych samych fazach, a więc jest to fala o bardzo dużej amplitudzie (niosąca bardzo dużą energię).
Aby znaleźć kąt \( \alpha \) (równy połowie kąta wierzchołkowego stożka Macha) zwany kątem Macha, należy posłużyć się funkcją sinus. Ponieważ promień każdego czoła fali jest równy r = vt, a droga jaką przebyło źródło fali w tym samym czasie wynosi s = ut, to:
\(sin \alpha = \frac{v \cdot t}{u \cdot t} \)
\(sin \alpha = \frac{v }{u} \)
Iloraz u/v nazywany jest liczbą Macha. Gdy np. samolot leci z prędkością 1,5 Macha oznacza to, że porusza się on półtora razy szybciej niż dźwięk.