Платон и Пифагор занимались теорией музыки наравне с философией и математикой. В эпоху Средневековья теоретики уделяли внимание прежде всего чистой теории: развитию системы ладов, имевших особое значение для церковной музыки; разработке методов нотации и совершенствованию разных систем настройки инструментов. В прикладной сфере средневековые теоретики разрабатывали способы обучения композиции и исполнению музыки.

После 1600 чистая теория музыки стала дисциплиной в высшей степени абстрактной и эмпирической, направленной на поиски научного и логического обоснования законов музыки, и носила скорее императивный, нежели дедуктивный характер; прикладная же теория по-прежнему занималась проблемами исполнения и восприятия уже созданной музыки. На протяжении 18 и 19 вв. появилось множество трудов в обеих областях музыкальной теории (хотя чаще всего «чистые теоретики» работали в своей области, а педагоги – в своей); после 1900 труды по основным проблемам музыкального искусства, предназначенные для исполнителей и слушателей, сильно превзошли в числе книги по «чистой теории».

«Чистая теория» обычно начинается с формулировки акустических законов, имеющих отношение к музыке, и их математического выражения. Чаще всего прибегают к примеру вибрирующей струны и способов извлечения консонантных интервалов. Струна, поделенная пополам (пропорция 2:1), дает самый «совершенный» консонанс – октаву (звук, извлеченный из поделенной пополам струны, находится на октаву выше звука, извлеченного из открытой струны). Пропорция 3:2, то есть деление струны на три равные части, дает консонанс квинты; пропорции 4:3 и 5:4 и 6:5 дают, соответственно, консонантные интервалы чистой кварты, мажорной терции и минорной терции.

Только эти деления и их повторения дают консонансы; остальные интервалы, в той или иной степени диссонантные, воспроизводятся иными делениями. Используя основные интервалы, выраженные в простых пропорциях или их десятичных эквивалентах (например, квинта 3:2 может быть выражена также пропорцией 1:5), теоретик строит системы ладов, звукорядов, аккордов, выводя принципы их организации из основных акустических законов. До 1600 теоретики занимались преимущественно интервалами, звукорядами, ладовыми формулами, транспозициями и т.д. внутри модальной системы; гармонии как таковой тогда не существовало. После 1600 предметом теоретического рассмотрения стали гармония, мелодия, контрапункт и форма.

В начале 18 в. Жозеф Совёр доказал существование обертоновых рядов, открыв, что звук, воспроизводимый голосом или инструментом, не монолитен, а состоит из «основного» тона и ряда его делений – обертонов (призвуков), располагающихся на расстоянии октавы, квинты, кварты и т.д. от основного тона. Это открытие подтверждало мысль о существовании «естественных» («натуральных») интервалов – «аккорда Природы». С этого момента начали развиваться «естественные» теории музыки.

После Совёра большинство теоретиков опирались на обертоновые системы и выводили из них разные системы настройки инструментов и разные системы гармонии. Равномерно-темперированный строй, почти повсеместно вошедший в употребление с 18 в., основан, однако, не на «натуральном», а на «искусственном», математически вычисленном звукоряде. В темперированном звукоряде интервал октавы заранее поделен на 12 равных частей – полутонов. Эти интервалы и их сумма не равны естественным интервалам (за исключением октавы). Хотя практическая ценность темперированного строя несомненна, он не применяется в «чистой теории».

Прикладная теория музыки берет принципы, выработанные «чистой теорией», за отправную точку и развивает методы обучения, направленные на исполнительскую практику и восприятие музыки: прикладная теория изучает первоосновы музыки (например, нотацию) и практические разделы гармонии, мелодии, контрапункта, формы; сюда же входит тренировка слуха, обучение чтению музыки с листа и ее воспроизведению голосом (сольфеджио), чтению хоровых и оркестровых партитур; далее следуют инструментовка, искусство импровизации и – до некоторой степени – искусство композиции.

Теория и композиция тесно связаны друг с другом. Если теория вырабатывает правила, то композиция есть их полное и окончательное выражение. С другой стороны, теория следует за практикой и выводит законы на материале уже существующей музыки. Попытки теоретиков управлять творческим процессом никогда не достигали успеха, и большинство композиторов свободно используют звуковой материал своей эпохи и опираются на те или иные существующие теории).