La tuba o bajo es el mayor de los instrumentos de viento-metal y sus antecesores son el serpentón y el oficleido. Es uno de los instrumentos más recientemente añadidos a la orquesta sinfónica moderna, aparecido en 1835 con Wilhelm Friedrich Wieprecht y Johann Gottfried Moritz, sustituyendo al oficleido del siglo XVIII. El sonido se produce gracias a la vibración de los labios del intérprete en la parte denominada boquilla a partir de la columna del aire (flujo del aire). La primera vez que se utilizó la tuba moderna en una orquesta sinfónica fue en El anillo del nibelungo de Richard Wagner.
Gracias a su versatilidad permite utilizarla para reforzar cuerdas y vientos de madera o, cada vez más, como instrumento para solos.
Las tubas también son utilizadas en bandas y en conjuntos de viento, en cuyo caso se utilizan dos instrumentos de cada una de las tres afinaciones:
Do, mi♭ y si♭. La tuba es un instrumento hecho principalmente de latón lacado, si estirásemos una tuba mediría alrededor de siete metros y utiliza una boquilla de un tamaño aproximado de 2,41 cm y en forma de copa en su interior, las tubas pueden ser de cilindros o de pistones, los cuales agrandan en sonido, pero los cilindros aumentan la velocidad.
En manos habilidosas, es un instrumento capaz de cubrir un amplio campo de sonidos (más de 4 octavas) y extraordinariamente ágil.
Existen varias afinaciones dentro de las tubas; las más comunes son fa, mi♭, do o si♭.
La tuba más común es la tuba contrabajo, afinada en do o si♭.
El eufonio o Bombardino, también llamado tuba tenor, se afina en si♭, es otra octava más agudo.
Cuando hay una tuba afinada en do, se le denomina también tuba francesa, la cual posee 6 pistones o válvulas.
La tuba puede llegar a tener hasta seis pistones o válvulas (cuatro de digitación normal más dos de transpositores de medio tono y tono de afinación), aunque las más comunes son las que tienen cuatro.
También se fabrican modelos de tres válvulas, aunque suelen ser para principiantes. Algunos modelos especiales tienen solo dos válvulas. Nótese que a pesar de tener tan reducido número de pistones, la tuba abarca un espectro tan amplio de sonidos porque con cada posición de los pistones se pueden tocar notas diferentes según la forma y fuerza de hacer vibrar los labios del instrumentista en cada cambio de pasaje o tesitura, respectivamente.
Las tubas se encuentran en varias tonalidades, más comúnmente en Fa, Mi bemol, Do, o Si bemol. La tonalidad de una tuba depende del tono fundamental del instrumento, o nota fundamental en la serie de sobretono (también llamados parciales) disponible sin que se pulse ninguna válvula. Las tubas de distintas tonalidades utilizan tubos de distinta longitud. El tubo principal de una tuba en Si♭ tiene una longitud aproximada de 18 pies (5,5 m), mientras que el de una tuba en Do es de 16 pies (4,9 m), el de una tuba en Mi♭ 13 pies (4 m) y el de una tuba en Fa 12 pies (3,7 m). El instrumento tiene un agujero cónico, lo que significa que el diámetro del agujero aumenta en función de la longitud del tubo desde la boquilla hasta la campana. El calibre cónico hace que el instrumento produzca una preponderancia de los armónicos de orden par.
Una tuba con el tubo envuelto para colocar el instrumento en el regazo del músico suele llamarse tuba de concierto o simplemente tuba. Las tubas con la campana apuntando hacia delante (pavillon tournant) en lugar de hacia arriba suelen llamarse tubas de grabación debido a su popularidad en los primeros tiempos de la música grabada, ya que su sonido podía dirigirse más fácilmente al micrófono de grabación. Cuando se envuelve para rodear el cuerpo para las bandas de caballería a caballo o en marcha, se conoce tradicionalmente como helicon. El sousaphone moderno, llamado así por el maestro de la banda estadounidense John Philip Sousa, se asemeja a un helicon con la campana apuntando hacia arriba (en los modelos originales como el prototipo de J. W. Pepper y los instrumentos de concierto de Sousa) y luego curvado para apuntar hacia adelante (como fue desarrollado por Conn y otros). Algunos ancestros de la tuba, como el "bombardón" militar, tenían una disposición de válvulas y orificios poco habitual en comparación con las tubas modernas.
Durante la guerra civil estadounidense, la mayoría de las bandas de música utilizaban una rama de la familia de los metales conocida como saxhorns, que, según los estándares actuales, tienen un diámetro interior más estrecho que el de la tuba, igual que las verdaderas cornetas y baritones, pero distinto al de las trompetas, bombardinos y otros con un diámetro interior diferente o sin él. Alrededor del comienzo de la Guerra Civil, los saxofones fabricados para uso militar en los EE. UU. fueron comúnmente envueltos con la campana apuntando hacia atrás sobre el hombro del jugador, y estos fueron conocidos como saxofones sobre el hombro, y vinieron en tamaños desde cornetas hasta bajos Mi bemol. Sin embargo, el bajo Mi bemol, aunque compartía la misma longitud de tubo que una tuba moderna Mi bemol, tiene un diámetro interior más estrecho y, como tal, no puede llamarse con el nombre de tuba, salvo por conveniencia al compararlo con otros tamaños de saxofón.
La mayor parte de la música para tuba está escrita en clave de faena en tono de concierto, por lo que los tubistas deben conocer las digitaciones correctas para sus instrumentos específicos. Las piezas tradicionales para la tuba están escritas en clave de sol, con la tuba en si bemol sonando dos octavas y un paso por debajo y la tuba en mi bemol sonando una octava y una sexta mayor por debajo del tono escrito. Esto permite a los músicos cambiar de instrumento sin tener que aprender nuevas digitaciones para la misma música escrita. En consecuencia, cuando su música está escrita en clave de sol, la tuba es un instrumento transpositor, pero no cuando la música está en clave de Fa.
Las tubas de tono más bajo son las tubas de contrabajo', afinadas en Do o Si♭, denominadas tubas CC y BB♭ respectivamente, basándose en una distorsión tradicional de una convención de denominación de octavas ya obsoleta. El tono fundamental de una tuba CC es de 32 Hz, y el de una tuba BBbemol, de 29 Hz. La tuba CC se utiliza como instrumento orquestal y de banda de concierto en los Estados Unidos, pero las tubas BB bemol son la tuba de contrabajo preferida en las orquestas alemanas, austriacas y rusas. En Estados Unidos, la tuba BB bemol es la más común en las escuelas (en gran parte debido al uso de sousafones BB bemol en las bandas de música de high school y para los aficionados adultos. Muchos profesionales en los Estados Unidos tocan tubas CC, con BB bemol también común, y muchos entrenan en el uso de los cuatro tonos de las tubas.
Las siguientes tubas más pequeñas son las tubas bajas, afinadas en Fa o Mi♭ (una cuarta por encima de las tubas de contrabajo). (una cuarta por encima de las tubas de contrabajo). La tuba en mi bemol suele tocar una octava por encima de las tubas de contrabajo en las bandas de música, y la tuba en fa es utilizada habitualmente por los intérpretes profesionales como instrumento solista y, en Estados Unidos, para tocar partes más altas del repertorio clásico (o partes que fueron escritas originalmente para la tuba en fa, como es el caso de Berlioz). En la mayor parte de Europa, la tuba en Fa es el instrumento orquestal estándar, complementado por la CC o el BB bemol sólo cuando se desea el peso extra. Wagner, por ejemplo, anota específicamente las partes de tuba baja para la Kontrabasstuba, que se tocan con tubas CC o BB bemol en la mayoría de las regiones. En el Reino Unido, la tuba E bemol es la tuba orquestal estándar.
El bombardino se denomina a veces tuba tenor y está afinado en Si bemol, una octava más alta que la tuba contrabajo BB♭. El término "tuba tenor" se utiliza a menudo de forma más específica para referirse a las tubas con válvula rotativa en Si♭ afinadas en la misma octava que los bombardinos. La "Pequeña Tuba Suiza en Do" es una tuba tenor afinada en Do, y provista de 6 válvulas para hacer posible las notas más bajas del repertorio orquestal. La tuba francesa en Do fue el instrumento estándar en las orquestas francesas hasta que fue superada por las tubas en Fa y Do desde la Segunda Guerra Mundial. Un ejemplo popular del uso de la tuba francesa en Do es el movimiento Bydło de la orquestación de Ravel de la obra de Músorgski Cuadros de una exposición, aunque el resto de la obra también está anotada para este instrumento.