在频域中，常用的相位噪声测量方法主要有直接频谱分析仪法、相位检波器法、鉴频器法和双通道互相关法等。应该指出，在不同场合对相位噪声的要求不同，测量方法也有所不同。典型的相位噪声测量可以由专业相位噪声测试系统完成，但这些专业设备的价格相当昂贵，而频谱分析仪或者新一代的信号分析仪是相对常用的仪器，对一些相位噪声指标要求不是很严格的场合，可以用信号/频谱分析仪进行相位噪声指标的测量。
通过谱分析进行相位噪声测量的方法称为直接频谱分析仪法。该方法不仅能在分析仪上直接显示相位噪声的测量值，而且还可以同时准确地显示是否有其他离散信号，具有简单、灵活易用的特点。被测信号可以直接加到分析仪的射频输入口后，由分析仪直接进行分析测量；也可以现将被测信号与相位噪声指标更好的参考信号混频后，得到一合适中频信号，再由分析仪对这一中频信号进行分析。
随着仪器仪表技术和功能的发展，现在高档信号/频谱分析仪大多具有相位噪声测量选件。该选件测量界面和操作方法同专业的相位噪声测量仪器类似，将信号接入分析仪后，设置合适的载波频率或者进行载波自动搜索，然后设置测量的频偏范围，等待测量结束，一条完整的边带噪声曲线就呈现在界面上，如果对某些点的值感兴趣，打开标记功能，设置到相应的频偏，标记就显示出该点的测量结果。
信号/频谱分析仪 相位噪声选件测量界面
如果分析仪没有相位噪声测量选件，在频谱分析功能下，进行一些相应的设置也可以对信号进行相位噪声指标测试，测试结果和相位噪声测量选件的测试结果是一样的。下述的测试步骤是一种通用的具有频谱分析功能的分析仪测量相位噪声的测试步骤。
（1） 将被测信号与分析仪连接好后，在分析仪上设置与被测信号频率相同的中心频率和适当的分析带宽（即频宽）；此步骤可以用分析仪“标记到中心频率”的标记功能，减小频宽，然后再使用“标记到中心频率”，直到载波信号在屏幕中央，频宽适当（频宽应等于或者略大于被测频偏的两倍）。
（2） 在分析仪上设置合适的参考电平，参考电平设置应略大于或者等于被测载波信号的实际输出电平值。此步骤可以用分析仪“标记到参考电平”的标记功能。此过程中，如果被测载波信号功率较小，应该在保证信号不压缩的情况下，尽量采用小的衰减器档位。
（3） 设置适当的分辨率带宽和视频带宽：如果分析仪的这两个参数处于自动关联设置状态可以免于操作，如果不是则需要手动设置，这两个参数不宜设置太大，太大了影响指标测量的准确度，但是太小了会影响测量速度。可以先选择较大的中频带宽，然后逐步减小，直至相位噪声的测量值不再减小为止。
