放大器的频率特性主要涉及两个方面：幅频特性和相频特性。放大器对不同频率信号的增益不一致导致的失真称为幅频失真，而对不同频率信号的相移不一致导致的失真称为相频失真。这两种失真均为线性失真。电路中的电容元件，尤其是耦合电容和旁路电容，是影响放大器频率响应的关键因素。对于高通电路，随着信号频率的降低，衰减和相移均增大；而对于低通电路，随着信号频率的提高，衰减和相移也增大。波特图常用于展示运放的频率特性。
在设计放大电路时，通常要求运放能够“无条件稳定”，即在任何阻性负反馈条件下，都不会产生振荡。运放稳定性要求其增益裕度和相位裕度均满足特定条件。频率补偿技术通过在运放内部或外部接入特定电路，改变其频率响应特性，以消除自激振荡的条件。为了确保稳定性，电路中还应保留一定的稳定裕度。
在单片运放设计中，补偿电容是常用的补偿方法。通过将电容并联在运放某一级，可以降低幅频特性中第一拐点的频率，使增益随频率均匀下降。另一种补偿方法是利用米勒补偿，这种方法可以显著减小补偿电容的容量。具体来说，将电容C跨接在放大电路的输入和输出级之间。
