非可逆圧縮方式は、一般には元データを復元することができない。音響心理学等様々な技法を使用し、可聴域にない音や、ある音（例えばヴォーカルの声）でマスクされて聴き取り難い音を省いて圧縮するため、同じ音源のPCMファイルよりも（音源の性質、コーデック、ビットレート設定にも依存するが）数分の一のサイズになるが、体感的な音質はそれなりに保たれる。コーデックそれぞれの工夫により圧縮率、再生時の音質・特性の差違がみられる。

AAC - Advanced Audio Coding。MP3と並ぶ代表的な非可逆圧縮コーデックのひとつで、MP3よりも音質（圧縮効率）が良い。MPEG-2 と MPEG-4 に基づいている。AAC ファイルにはコンテナ形式として ADTS と ADIF がある。

ATRAC - ソニーが開発した非可逆圧縮コーデック。SonicStage、x-アプリ等に使われている

mp3 - 音楽ダウンロード配信で最も一般的な音声非可逆圧縮コーデックのひとつであり、ファイルフォーマットでもある。MP3は音楽の圧縮には適しているが、話し声には適していないとされている[要出典]。

mp4/m4a - MPEG-4 音声フォーマット（コンテナ）。中身は AAC であることが多いが、MP2/MP3 が格納されることもある。MP4には音声に限らず動画ストリームや字幕なども格納できる。拡張子 *.m4a はとくに音声ストリーム（とメタデータ等）を格納したMP4ファイルに用いられる。

Opus - Vorbis よりもさらに高音質な音声非可逆圧縮コーデック。低遅延ながら低ビットレートから高ビットレートまで高い音質であり、音声通信や音楽の圧縮に利用できる。

Vorbis - 音声非可逆圧縮コーデックのひとつ。主にOggコンテナに格納される。MP3よりも（体感の音質に対する）圧縮効率がよい。

Windows Media Audio(WMA) - マイクロソフトが権利を保有する非可逆圧縮コーデック・ファイルフォーマット。デジタル著作権管理機能が含まれている。

可逆圧縮音声フォーマット

可逆圧縮の為、元データと同一のデータを保持したままサイズを削減することができる。全てのフォーマットの音質は同一の為、圧縮率、エンコード・デコードの計算リソース、付加機能、再生環境等を比較する事により有用性を判断することができる。[1][2]

TAK - 圧縮率、エンコード・デコード速度、機能面共にバランスの取れた総合的に高い性能を誇る。フリーウェアだがオープンソースではない。

FLAC - エンコード・デコード速度、機能面に高い性能を誇る。圧縮率は低いが最もメジャーなコーデックのひとつ。ファイルフォーマットも兼ねている。

Monkey's Audio(ape) - 可逆圧縮コーデックでありフォーマット。OSSで圧縮率、エンコード速度に高い性能を誇るが、Windows以外のOSに公式非対応という欠点がある。デコード速度は遅い。

TTA - 平均的にバランスの取れた性能。

WavPack - 平均的にバランスの取れた性能。非可逆ファイルと差分ファイルを生成することで、非可逆音声と可逆音声の両方として扱うことのできる、ハイブリッドモードがある。PDM方式の音声データの圧縮にも対応する。

LA - 圧縮率に高い性能を誇る。エンコード・デコード速度、機能面共に低い性能。

mp3HD - MP3 可逆圧縮コーデックでありフォーマット。MP3によって非可逆圧縮されたデータに、可逆圧縮されたデータを添加したもの（ハイブリッド）。MP3のみの再生機でも（非可逆圧縮部分を参照することで）再生可能だが、非可逆圧縮相当の音質となる。

MPEG-4 ALS - MPEG-4 可逆圧縮コーデック、圧縮率、エンコード速度に高い性能を誇り、柔軟性が高い。

MPEG-4 SLS - MPEG-4 可逆圧縮コーデック、AAC 再生機でも再生可能（ただし AAC 音質）

Apple Lossless(ALAC) - Appleの開発した可逆圧縮コーデック。後にオープンソース化された。

ATRAC Advanced Lossless(AAL) - ソニーの開発した可逆圧縮コーデック

WMA Lossless - マイクロソフトの開発した可逆圧縮コーデック

パテント別分類
フリーかつオープンなコーデック・フォーマット

WAV、FLAC、AIFF、ALAC

Matroska Audio - フリーでオープンソースな汎用コンテナフォーマットであり、各種コーデックをサポートしている。

Ogg - フリーでオープンソースな汎用コンテナフォーマットであり、各種コーデックをサポートしている。