La synthèse vectorielle est apparue en 1986 d'abord sur le Prophet VS chez Sequential Circuits grâce à une idée de Chris Meyer avec la complicité de Dave Smith. Utilisant aussi une manette (ou joystick) pour le contrôle de l'effet, la synthèse vectorielle n'est pourtant pas à confondre avec les systèmes de modulation matricielle utilisant le même type de contrôleur. La synthèse vectorielle est en fait, à l'instar de la modulation matricielle, plus un système de contrôle du son qu'un système de modification ou de création du timbre final par des processus électroniques. Contrôlant deux ou quatre sources sonores (oscillateurs, échantillons, opérateurs FM), la manette permet simplement de mixer le volume de chacune d'entre elles. Comme il s'agit d'un joystick, le fait de déplacer le curseur vers un point augmentera le volume du générateur associé à ce point, tandis que celui associé à son opposé se verra diminué dans des proportions inversement identiques. A noter qu'il est également possible d'intervenir sur l'accordage des éléments. Intégrant un système d'enregistrement de la position du joystick, permettant de stocker plusieurs secondes de manipulation et de boucler tout ou partie des événements stockés, associée à un système de déclenchement au clavier, la synthèse vectorielle permet quelques effets sonores intéressants. La vitesse de lecture du déplacement enregistré est par ailleurs modifiable.