Fysiikassa ja tekniikassa päällekkäisyyden periaate on minkä tahansa lineaarisen funktion tai järjestelmän additiivinen ominaisuus. Kun otetaan huomioon syöttömuuttujan laskettu tai mitattu tulos, jos yhtä tai useampaa erillistä lisämuuttujaa käytetään samanaikaisesti, tuloksena oleva nettotulos vastaa kunkin muuttujan yksittäisten tulosten lisäystä. Yksinkertaisesti sanottuna sen peruskäsite voidaan ilmaista seuraavasti: jos tulon A tuloksena on lähtö X ja tulon B ulostulo on Y, molempien tulojen A+B superpositio johtaa vastaavaan lähtöön X+Y. Yksi syy termille “päällekkäisyys” on, että periaate koskee tiettyä paikkaa ja aikaa. Kun otetaan huomioon aktiivisten järjestelmien muuttuva tila, päällekkäiset tulot ja lähdöt ovat sijaintitapahtumia ja mittauksia.
Superpositioperiaatetta voidaan soveltaa lineaarisiin matemaattisiin funktioihin, kuten algebrallisiin yhtälöihin. Kun skalaarit vaikuttavat johonkin syöttömuuttujaan, kuten matematiikan toisen asteen yhtälöiden vakiokertoimilla, funktion sanotaan olevan sekä lineaarinen että homogeeninen. Yllä olevassa esimerkissä, jos tunnettuja skalaareja 1 ja 2 sovelletaan tulomuuttujiin 1A+2B, superpositio siirtyy lähtöön 1X+2Y. Yhdistettyä tuotosta kutsutaan usein summaksi.
Monet mekaaniset ja sähköiset tuotteet, järjestelmät ja prosessit on suunniteltu lineaarisiksi. Jos nuppia käännetään myötäpäivään, äänenvoimakkuus kasvaa vastaavasti. Kaikissa paitsi yksinkertaisimmissa laitteissa useimmat järjestelmät ovat kuitenkin monimutkaisia ja niihin vaikuttavat monet muuttujat. Ne ovat harvoin, täysin lineaarisia. Vaikka päällekkäisyyden periaate on kätevä ja hyödyllinen työkalu järjestelmien mallintamiseen ja analysointiin, sitä pidetään vain optimaalisena likimääräisenä todellisten käyttöolosuhteiden suhteen.
Lineaarisista järjestelmistä, joista on eniten hyötynyt päällekkäisyysperiaatteen soveltamisesta, kuuluvat aaltoenergiaa käyttävät järjestelmät. Ääni, valo ja muut sähkömagneettiset säteilyaallot ovat myös voimakkaasti additiivisia. Itse aallon muoto voidaan kuvata lineaariseksi yhtälöksi. Periaatteen mukaan kaksi tai useampia tietyn korkeuden tai amplitudin aaltoja, jotka vievät saman tilan ja ajan, muuttuvat yhdeksi aaltoksi, jonka amplitudi on sen alkuperäisten aaltojen amplitudien summa. Samoin punaisen värin aallonpituuden valo vihreän päälle asetettuna muuttuu additiivisesti keltaista väriä vastaavalle aallonpituudelle.
Tämä päällekkäisyyden periaate on melua vaimentavien kuulokkeiden taustalla oleva tekniikka. Mikrofoni analysoi ympäröivän äänen aaltomuotoa, kuten lentokoneen moottorin matalaa kohinaa. Kaiutin luo saman aaltomuodon uudelleen, ja ennen kuin tämä ääni lisätään järjestelmään, sitä siirretään ajallisessa vaiheessa. Kun moottorin äänen aallon amplitudi nousee edustavaan arvoon 1, se yhtyy lisätyn äänen aallonpohjaan, vastaava arvo -1. Niiden summavaikutus on nolla.