La relation avec les périodes de Gauss vient de l'observation suivante : l'ensemble des a modulo n pour lequel
prend une valeur donnée est une orbite O du type introduit plus tôt. Les sommes de Gauss peuvent, par conséquent, être écrites comme des combinaisons linéaires des périodes de Gauss, avec les coefficients
; la réciproque est également vraie, comme une conséquence des relations d'orthogonalité (cf le paragraphe Algèbre du groupe de l'article Caractère d'un groupe fini) pour le groupe . En d'autres mots, les deux ensembles de quantités sont l'un l'autre des transformations de Fourier. Les périodes de Gauss sont liées dans des corps plus petits, en général, puisque les valeurs du
lorsque n est un nombre premierp sont les (p - 1)-ièmes racines de l'unité. D'autre part, les propriétés algébriques des sommes de Gauss sont plus facile à transposer.