Запропоновано теоретичну модель фототермоакустичного ефекту у шаруватій структурі: тверде тіло - п'єзоелектрик для найбільш загального випадку - без обмежень на оптичні та теплові властивості твердого тіла. Проаналізовано фототермоакустичний (ФТА) ефект для випадків твердих тіл з суттєво різними тепловими й оптичними властивостями. З метою уникнення впливу фотоопромінювання напівпровідника у разі фототермоакустичних досліджень на термопружні параметри зразка запропоновано у відповідній шаруватій структурі збуджувати фототермоакустичні коливання опроміненням п'єзоелектрика. Показано, що у вільній п'єзоелектричній пластині ФТА ефект визначається тільки первинним піроелектричним ефектом. На базі запропонованої моделі ФТА ефекту у шаруватій структурі тверде тіло - п'єзоелектрик створено методи визначення деяких пружних, теплових і електричних параметрів твердих тіл.