D类放大器的失真主要有三种：线性失真、非线性失真和噪声。
线性失真不会产生高次谐波，而只是改变信号中各个分量的相对大小和时间关系。它对于人耳的感觉影响不是很大。
非线性失真则会产生信号中没有包含的频率分量，因而对人耳感觉的影响就比较大。噪声更是会对人耳产生不舒服的感觉。不过噪声通常是在扬声器前端信号电平比较低的时候产生，而D类放大器通常都是功率放大器，所以噪声的影响可以忽略。因此，在D类放大器中，最重要的失真就是非线性失真。
非线性失真通常是用总谐波失真THD（Total Harmonic Distortion）来表示。THD是用所产生的新的频率分量的幅度的总和来测量。通常这些新的频率分量往往是输入信号的谐波。偶倍数的谐波称为偶次谐波，奇倍数的谐波称为奇次谐波。对于推挽或平衡电路，因为它们是对称的，所以不会产生偶次谐波，而主要是奇次谐波。THD中各次谐波的总和是采用其几何总和，也就是各次谐波幅度平方和的开方值。假如二次谐波的幅度为4，三次谐波幅度也是4，那么其几何和为5.66 (32的开方值)。如果还要考虑噪声的话，那么我们就用THD＋N（其中N为噪声）来表示。D类放大器由于其噪声比较大，所以其THD＋N的值要大于THD的值。
D类放大器的失真主要是由以下因素所引起 :
1. 采样时的脉宽误差和量化误差
2. 驱动管的死区和延时
3. 功放管的导通时间和体二极管恢复
4. 输出滤波电感和电容的非线性
通常，D类放大器的THD是和输出功率的大小有关，输出功率越大，其失真也跟着增大。
所以减小输出晶体管的死区也可以减小其THD失真。例如，死区从40ns减少到15ns就可以把THD从2.1%减少到0.18%。
谐波失真的可察觉程度取决于其基波的频率、幅度和失真的百分比。人耳对于其基波在中间频率（1－2kHz）和中等强度（80dB）的谐波失真比较敏感。
人耳对于谐波失真的基波频率和幅度的敏感区。人耳对于频率在1kHz-2kHz和幅度在80分贝左右的谐波失真干扰最为敏感。在这个区域，只能允许THD为0.1%；而同样在1kHz到2kHz的基波频率，其幅度如果只有10分贝，那么就可以允许30％THD。
为了测量线性放大器的THD值，只要用一个选通滤波器滤去其基波，然后用一个RMS计测量剩余的幅度有效值，就可以得到其THD值。
在数字放大器中的情况有很大的不同，因为采用了很高的采样频率，所以它把谐波失真推到了很高的频率范围，只要用一个低通滤波器就可以有效地滤去其高次谐波。通常，采用一个很简单的低通滤波器，就可以很容易地把其高次谐波滤除至40分贝以下。
