Josef Matthias Hauer, né en 1883 à Wiener-Neustadt, en Autriche, était instituteur. Autodidacte dans le domaine musical, il écrit dès 1911 dans un système à douze sons parfaitement cohérent, qu’il précise en 1918 sous le nom de Zwölftongesetz . Il en expose les principes dès 1920 dans une brochure intitulée Vom Wesen des Musikalischen "de l’essence du fait musical", qu’il continue à mettre en pratique jusqu’à sa mort en 1959. « Il n’y aura plus, en « musique atonale », écrit-il dans cet ouvrage, de tonique, de dominante, de sous-dominante, de degrés, de résolution, de consonances, de dissonances, mais seulement les douze intervalles égaux d’un espace musical homogène. » Sa « gamme », car on ne peut plus placer ce mot qu’entre guillemets, ne se compose donc que de douze demi-tons tempérés. La mélodie atonale nouvelle éliminera donc avec une intransigeance égale l’émotion physique ou sensuelle au même titre que la vulgarité ou la sentimentalité. La loi immuable de la musique atonale, sa règle d’or, consiste en ce que les douze sons de la gamme tempérée doivent tous être joués et sans cesse repris. Ainsi, le désir manifesté par Hauer de soustraire le discours musical aux lois de la résonance débouche, tout naturellement, sur une ascèse sonore ignorée jusqu’à lui, une ascèse qu’ignorera d’ailleurs Schönberg. Selon les grands principes de la polyphonie hauérienne, un son nouveau ne peut apparaître dans le discours que si celui qui le précède dans la même voix est à distance d’un ton ou d’un demi-ton, supérieur ou inférieur. Ainsi, le son sol , par exemple, doit être précédé, soit d’un fa dièse, soit d’un la , soit d’un sol dièse. Quatre sons initiaux sont présentés simultanément, formant généralement un accord de septième majeure ou mineure. On a par exemple: do - mi - sol - si . À ce premier complexe en succède un deuxième ne différant du premier que par un son introduit comme il a été dit. Suit un troisième complexe ne différant du deuxième que par un son et ainsi de suite jusqu’à ce qu’on retrouve le premier complexe. On a ainsi la « série » do , do dièse, ré , la dièse, sol dièse, fa , ré dièse, fa dièse, la , mi , do , sol , si , qui sera à la base de toute l’œuvre. Les quatre sons de chaque complexe permutent entre eux deux à deux, la ligne mélodique résultant, dans chaque voix, de cette opération devant se lire en suivant les traits qui matérialisent ici cette permutation (do , mi , mi , si pour la voix qui débute par do ). Pendant l’introduction du son nouveau, deux autres sons permutent de la même façon, mais cette permutation ne doit pas affecter la ligne où se trouve le nouveau son. La polyphonie à quatre voix qui résulte de ces différentes opérations si l’on suit les lignes qui indiquent les permutations des sons. À partir de ce schéma de permutations, il suffit d’affecter à chacune des colonnes de sons une même durée, choisie arbitrairement, pour se trouver en présence d’une partition où sont définis sans ambiguïté des fréquences (à l’octave près) et des rythmes. Pour chaque colonne valant une double croche, par exemple, on a successivement dans la première ligne deux croches (si et sol ), une croche pointée et une double croche (mi et sol ), dans la deuxième ligne successivement une croche et deux doubles croches (sol , si et mi ), puis deux croches (sol et si ) de sorte que l’exemple ci-dessus peut être réalisé de la façon suivante: L’œuvre consiste en un nombre fixe d’expositions des douze complexes dont la construction a été précisée ci-dessus, donnant lieu à des permutations différentes. Certains dessins mélodiques sont soulignés par leur doublure à l’octave supérieure ou inférieure. Le système dodécaphonique de Josef Matthias Hauer suscita peu de curiosité à l’époque où il fut conçu, et la vie de son inventeur fut toujours marquée par une grande détresse matérielle. Cependant, par la rigueur de sa pensée, par les possibilités qu’ouvre son système d’écriture à une mécanisation de la composition musicale, il annonce les recherches les plus récentes. « Son idée dominante, dit le musicologue H. H. Stuckenschmidt, qui était de composer une musique désincarnée, à la fois spirituelle et abstraite, et purement atonale, n’a jamais franchi un cercle étroit. Mais sa personnalité comme son art étaient d’un authentique prophète et possédaient une vraie grandeur. »

Dans la première décennie de ce siècle, l'atonalité, c'est-à-dire l'absence totale de tonalité, qui résulte d'un chromatisme poussé à l'extrême, fit son apparition dans l'œuvre d'Arnold Schoenberg. Au début des années 1920, Schoenberg créa la méthode d'écriture dodécaphonique. Dans ce système, les 12 tons de l'octave sont placés dans un ordre quelconque choisi par le compositeur, la série de 12 sons. Le compositeur se conforme ensuite à cette série ou à des variantes. Plusieurs tons successifs peuvent former des accords pour éviter la simple répétition de la ligne mélodique entière. Schoenberg mit au point le dodécaphonisme dans la perspective de formaliser les essais de musique atonale existants. Au début, seuls les élèves de Schoenberg comme les compositeurs autrichiens Alban Berg et Anton von Webern adoptèrent cette technique. Cependant, dans les trente ou quarante années suivantes, la plupart des grands compositeurs du XXe siècle s'y convertirent. Les autres styles harmoniques du XXe siècle incluent la polytonalité, c'est-à-dire l'utilisation simultanée de plusieurs tonalités, ou la modalité, qui utilise les modes et gammes de la Renaissance, et d'époques antérieures. Ainsi, le compositeur hongrois Béla Bartók a fondé la majeure partie de son style harmonique sur les modes de l'ancienne musique traditionnelle hongroise. La musique microtonale, autre innovation du XXe siècle, est également fondée sur un principe harmonique. Dans la musique microtonale, l'octave est divisée en un nombre de notes beaucoup plus élevé que les 12 degrés habituels, ce qui signifie que certaines notes sonnent légèrement plus haut ou plus bas que les notes d'une gamme occidentale normale.

Le néoclassicisme, apparu au cours des années 1920, est un style complet qui ne se limite pas à l'harmonie. Il constitua un retour à l'idée classique selon laquelle tous les éléments d'une composition doivent contribuer à la clarté de la structure globale de la forme. Le néoclassicisme fit un usage diversifié de la tonalité, en y intégrant notamment une grande part de chromatisme, et s'inspira de schémas formels des ères baroque et classique. Les représentants les plus éminents du néo-classicisme sont Igor Stravinski et Paul Hindemith, mais incluent également Serge Prokofiev et Dimitri Chostakovitch. Les principes du néo-classicisme furent adoptés par de nombreux compositeurs américains à la suite de leurs études à Paris auprès du compositeur français Nadia Boulanger : Elliott Carter (1908- ), Aaron Copland (1900-1990), Walter Piston (1894-1976) et Virgil Thomson (1896-1989). À partir de 1948, l'ingénieur et compositeur français Pierre Schaeffer (1910-1995) et quelques compositeurs parisiens commencèrent à enregistrer des sons familiers, tels les bruits de la rue, et à les combiner de diverses manières, donnant naissance à la musique concrète. La musique concrète marqua le début de la musique électronique, qui utilisa des instruments électroniques et des ordinateurs pour traiter, modifier, et générer des sons en les combinant entre eux. À la fin des années 1960, plusieurs centaines de studios du monde entier furent ainsi équipés de matériel électronique à la disposition des compositeurs. Deux autres innovations du XXe siècle sont le sérialisme et la musique aléatoire. Le sérialisme, mis en œuvre par des compositeurs comme Olivier Messiaen, Pierre Boulez, Karlheinz Stockhausen ou les américains Ernst Krenek (1900-1991) ou Milton Babbitt (en 1916- ), est fondé sur le principe du dodécaphonisme. Un ordre de succession, ou série, concernant par exemple les valeurs rythmiques ou dynamiques, ainsi que les hauteurs, est établi une fois pour toutes dans la composition. Cette technique est parfois appelée «!sérialisme total!» pour la différencier du sérialisme limité associé à la méthode dodécaphonique. La musique aléatoire, développée notamment par John Cage et Earle Brown (1926- ), s'en remet au hasard pour certains de ses aspects, ce qui peut prendre plusieurs formes. Par exemple, pendant qu'il compose, l'auteur peut sélectionner des sons en fonction du résultat d'un coup de dés ou de cartes. Ou encore, il peut écrire plusieurs pages de musique et laisser à l'exécutant le soin de choisir les pages et l'ordre dans lequel il veut les jouer. Enfin, au lieu d'utiliser une notation musicale traditionnelle, le compositeur peut préparer une trame de lignes et de formes, et demander à l'interprète de réaliser certaines combinaisons de sons correspondant à la trame. Les compositeurs Alberto Ginastera (1916-1983) et Iannis Xenakis ont écrit de la musique comportant certains éléments aléatoires. D'une manière générale, les compositeurs de la fin du XXe siècle ont recouru librement aux techniques sérielles, électroniques ou aléatoires. Si l'opéra a connu au XXe siècle une certaine défaveur, le genre garde toutefois un tel attrait que seule une infime minorité de compositeurs du XXe siècle n'a pas écrit d'opéra. Relevons parmi ceux qui s'y sont brillamment consacrés les noms de Hans Werner Henze ou Benjamin Britten. La musique de ballet, autrefois négligée par les grands compositeurs, à l'exception de Tchaïkovski, a intéressé de nombreux compositeurs du XXe siècle, parmi lesquels Prokofiev, Ravel ou Stravinski. Bien que la musique du XXe siècle englobe une stupéfiante variété de procédés et d'approches, une caractéristique commune à la plupart des œuvres progressistes, apparue depuis 1950, réside dans l'importance accordée aux sons et plus particulièrement à leurs qualités, caractères, densités et durées. Pour la première fois dans l'histoire de la musique occidentale, cet élément a pris le pas sur tous les autres, y compris la mélodie, qui peut être totalement absente, et l'harmonie, qui peut être traitée simplement comme un composant d'une série de sons complexes

Schönberg aboli la tonalité et émancipant la dissonance, il confesse un idéal expressif et formel grâce auquel toutes les barrières d'une esthétique du passé sont brisées. Dans un style de totale liberté désormais atteint aucune règle traditionnelle n'est plus valable. Il élabora donc la composition à 12 sons qui par un nouveau formulaire prévint. l'anarchie menaçante, due à l'absence des relations tonales. L'oeuvre de Shönberg influenàa plus que tout autre au XXeme siècle la technique et la syntaxe de la musique.

Alban Berg, Olivier Messiaen, B.Britten-Stockhauseen et bien d'autres développeront dans une totale liberté ce que Shönberg leur a permi d'exploiteren osant écrire à contre courant sans briser la moindre règle, tout est simplement nouveau et en même temps indémontable. La composition à 12 sons est toujours utilisée à ce jour.