Ein omnidirektionales Mikrofon nimmt den Schall gleichmäßig aus allen Richtungen auf. Man kann es sich wie einen Punkt in der Mitte einer Kugel vorstellen, der alles, was auf ihrer Oberfläche und im Inneren geschieht, mit derselben Empfindlichkeit wahrnimmt – unabhängig davon, ob der Klang von vorne, hinten oder von der Seite kommt. Seine Richtcharakteristik, also die grafische Darstellung der Empfindlichkeit des Mikrofons aus verschiedenen Winkeln, hat die Form eines perfekten Kreises. Dank dieser Eigenschaft eignet es sich ideal zur Aufnahme der gesamten Raumatmosphäre, etwa des Klangs eines Zimmers, eines Konzertsaals oder natürlicher Umgebungen. Ebenso ist es gut geeignet für Situationen, in denen mehrere Schallquellen gleichzeitig erfasst werden müssen, wie zum Beispiel eine Diskussion mehrerer Personen an einem Tisch oder ein Chorgesang. In lauter Umgebung ist es hingegen weniger ideal, da es neben dem Hauptsignal auch alle störenden Umgebungsgeräusche mit aufnimmt. Ein Vorteil omnidirektionaler Mikrofone besteht darin, dass sie nicht unter dem sogenannten „Proximity-Effekt“ leiden. Das bedeutet, dass es bei ihnen nicht zu einer Anhebung der Bassfrequenzen kommt, wenn sich die Schallquelle dem Mikrofon nähert, sodass der Klang unabhängig von der Entfernung konsistent bleibt.