Het ontstaan van muzieknotatie is een typisch westerse ontwikkeling. De meeste andere culturen hebben wel muziek, maar de overdracht  van de leraar naar de leerling vindt meestal op het gehoor plaats. In West-Europa ontstond er echter tijdens het Karolingische Rijk behoefte aan een betere vastlegging van muziek. Deze behoefte was deels religieus, deels politiek. De Frankische koningen wilden graag wat meer eenheid in hun rijk aanbrengen en hun wens was nauw verbonden met de wens van de paus om geheel Europa katholiek te maken. De kerk wilde graag dat op dezelfde dag in heel Europa in alle kerken precies dezelfde gezangen te horen waren.

Griekse muzieknotatie 

Vóór de tijd van het Karolingische Rijk hadden de Grieken al pogingen gedaan om muziek te noteren, maar deze kunst was grotendeels vergeten, hoewel men al wel de noten van een bepaalde toonladder aangaf met letters A-B-C-D-E-F-G. Deze letters gaven echter geen informatie over de grootte van de toonafstand tussen twee tonen, en dus ook niet over de modus van de betrokken toonladder.

Neumenschrift 

Het begin van de ontwikkeling van de West-Europese muzieknotatie is het neumenschrift. Dit was een stelsel van tekens die aangaven hoe een bepaalde gezongen lettergreep onderverdeeld werd, of een noot lang was, of hij de klemtoon had en ook, tot op zekere hoogte, of een melodie omhoog of omlaag ging.

Notenbalk 
Een latere ontwikkeling was de toevoeging van een lijn aan het neumenschrift. De neumen werden dan boven of onder die lijn geschreven. Dit gaf al wat meer informatie over de melodie. 

Een tweede stem, het organum, werd eerst strak geregeld, zoals een drone (op een vaste toon), of de tweede parallelle stem op een vaste afstand: een kwint, een octaaf of een kwart onder of ook wel boven de cantus firmus. Hier was een notenschrift nog niet onontbeerlijk. Met het ontstaan van meer gevarieerde meerstemmigheid (melismatisch organum en vrij organum) kwam ook de noodzaak voor een notenschrift. Later werden er drie of vier lijnen getrokken en daaruit is de huidige notenbalk met zijn vijf lijnen ontstaan.

Muzieksleutels 
Met het ontstaan van meerstemmige muziek ontstond er behoefte aan een betere vastlegging van de onderlinge toonhoogtes van de stemmen. Men ontwikkelde daarom muzieksleutels. Er waren drie sleutels:
 een sleutel voor lage stemmen: de f-sleutel (); 
 een sleutel voor het middengebied: de c-sleutel (); 
 een sleutel voor hoge stemmen: de g-sleutel ()
Deze sleutels konden aanvankelijk op ieder van de vijf lijnen geschreven worden, en om het gebruik van hulplijntjes te beperken (dat kostte meer perkament) wisselde de positie van de sleutel ook vaak. In latere tijden, vanaf de barok tot in de klassieke tijd, werd de positie van de sleutel uiteindelijk gestandaardiseerd tot een g-sleutel op de tweede lijn, de vioolsleutel, en een f-sleutel op de vierde lijn, de bassleutel. De c-sleutel op de derde lijn, de altsleutel, wordt nog gebruikt voor muziek voor altviool, alttrombone en (soms) voor de zangstemmen alt; de c-sleutel op de vierde lijn, de tenorsleutel, wordt nog gebruikt voor tenortrombone, soms voor de cello (wanneer deze in een hogere ligging moet spelen), fagot (om dezelfde reden) en (soms) voor de tenor.

Kruisen en mollen 
Pas in de 11e eeuw ontstond er een notatie om het verschil tussen hele en halve toonafstanden vast te leggen (anders dan als vast deel van de gebruikte modus of toonsoort). Deze uitvinding is te danken aan Guido van Arezzo. Hij voerde het hexachord in met de Guidonische lettergrepen:

 ut – re – mi – fa – sol – la

Deze lettergrepen komen van de beginlettergrepen van een hymne waarvan de eerste noot van iedere regel steeds een toon hoger begint. Het bijzondere van het hexachord is dat er maar op één plaats een halve-toonafstand in voorkomt, nl. tussen mi en fa. Halve-toonafstanden konden dus nu aangeduid worden door de onderste toon mi te noemen of de bovenste fa. Het werd al gauw duidelijk dat de toon B, afhankelijk van de toonreeks waarin hij voorkwam ofwel als mi, ofwel als fa fungeerde. Men noemde de eerste een vierkante b (b quadratum), de laatste een ronde b (b rotundum). Vanuit deze twee tekens hebben zich de huidige kruisen (en herstellingstekens) en mollen ontwikkeld. Hoewel oorspronkelijk deze tekentjes alleen gebruikt werden om aan te geven of een B nu mi of fa was, begon men ze al snel ook voor andere tonen te gebruiken.

Ritmische en metrische notatie 
In de tijd van de 'Ars antiqua' (voor 1300) experimenteerde men al met aanduidingen van de lengteduur van een noot en had men al aanduidingen van bepaalde metrische verhoudingen (een steeds weerkerende nadruk op de zoveelste tel). Men kende in die tijd al een onderverdeling in tijdsduur van maxima - longa - brevis. Overigens pasten er drie, dan wel twee breves in een longa. Hetzelfde gold voor de verhouding maxima - longa. In die tijd was mogelijk de longa de meestgebruikte teleenheid, maar dat zou niet zo blijven. Er kwam namelijk een langzaam proces van inflatie van notenwaarden op gang, dat tot in de latere Romantiek voortduurt. Dit proces is te verklaren enerzijds door het feit dat zangers (en instrumentalisten) wanneer ze een passage te moeilijk vinden een stapje terug doen en bijvoorbeeld in breves gaan tellen en niet in longa's, en anderzijds doordat componisten juist ingewikkelde snelle passages mogelijk willen maken en daarom weer een onderverdeling bedenken.

Met de komst van de 'Ars nova' en de mensurale notatie barstte het experimenteren met nieuwe ideeën en notaties pas goed los. Dit had weer politieke en religieuze redenen. Na 1300 was de paus zijn ijzeren grip op al het leren en denken in Europa goeddeels kwijtgeraakt, omdat hij de gijzelaar van de Franse koning in Avignon was geworden. Om weer het oude prestige terug te winnen werd het hof in Avignon aan het eind van de 14e eeuw zelfs een broeinest van avant-garde onder pauselijke bescherming. Er was al lang een onderverdeling van de brevis in twee of drie semibreves (de huidige 'hele noot'). Zo ontstonden er vier hoofd-tijdsaanduidingen, waarbij het tempus de verhouding tussen brevis en semibrevis beschreef, en de prolatio die tussen semibrevis en minima:

Tempus perfectum   cum prolatione majore    1 brevis = 3 semi-breves = 3*3 minimae
Tempus imperfectum cum prolatione majore    1 brevis = 2 semi-breves = 2*3 minimae
Tempus perfectum   cum prolatione minore    1 brevis = 3 semi-breves = 3*2 minimae
Tempus imperfectum cum prolatione minore    1 brevis = 2 semi-breves = 2*2 minimae

De verhouding van de brevis tot de longa werd overigens aangeduid met het begrip modus. Ook deze kon perfect (drietallig) of imperfect zijn. Hetzelfde gold voor de relatie tussen longa en maxima, de modus longarum of maximodus. In latere tijden werden deze overigens zelden gebruikt.

Een perfect tempus werd aangeduid door een cirkel, een imperfect door een halve cirkel. Deze laatste bestaat nog in ons notatiesysteem als de maataanduiding "C".
De grote prolatie werd aangeduid door een punt in het midden van de cirkel of van de halve cirkel te zetten.

In later tijden, toen de notenwaardeninflatie weer verder was doorgezet, werden deze tekens ook nog eens voorzien van een verticale streep. Dit duidde aan dat alles twee keer zo snel ging (alla breve). Later verscheen aan deze streep nog een vlag, een dubbele vlag, etc.

Naast dit systeem van tijdsaanduidingen was er in de 14e eeuw een ware explosie van allerlei andere tijdsaanduidingen. Er werden nog kortere notenwaarden ingevoerd, zoals de minima (onze halve noot) en men begon verschillende kleuren te gebruiken. Er werden zwarte noten naast witte (open) noten ingevoerd en er waren zelfs rode noten. Men gaf hier bijvoorbeeld mee aan dat op de tijdsduur van twee noten nu drie noten gedacht moesten worden. Vooral in de tijd van de Ars Subtilior (de late Ars nova) leidde dit tot een zodanig ingewikkelde notatie dat het notatie-lezen op zich al als een kunstvorm gezien werd.

Systemen van notenbalken 
In de middeleeuwen werden de verschillende stemmen van de polyfone muziek meestal niet onder elkaar geschreven, maar afzonderlijk, naast elkaar. Dat spaarde plaats en daarmee perkament. Met de komst van de boekdrukkunst veranderde dat en verscheen koormuziek met vier of meer balken onder elkaar samengepakt in een 'systeem'. Het notatiesysteem werd in het algemeen een stuk eenvoudiger, hoewel er nog steeds ligaturen gebruikt werden die hun oorsprong nog in het neumensysteem hadden. Inmiddels was de hele noot de teleenheid geworden of zelfs de halve noot, en was er een kwartnoot en soms zelfs een achtste noot verschenen. Onderverdelingen gingen nu voornamelijk met factoren twee.

Metrische aanduidingen 
In de vroege barok werd muziek steeds meer met maatstrepen geschreven en oorspronkelijk hadden deze strepen een metrische betekenis. De noot vlak na de streep had een grote nadruk. In latere tijden, zeker in de twintigste eeuw, is deze betekenis hoe langer hoe meer vervaagd. Vandaag is de maatstreep niet veel meer dan een grafisch hulpmiddel om aan te geven welke noten tegelijkertijd gespeeld of gezongen worden, of om aan te geven waar de belangrijkste puls in een muzikale maateenheid zit.

Dynamische aanduidingen 
In de barok verdwenen de laatste ligaturen en werd de halve en soms de kwartnoot de teleenheid, hoewel er ook nog wel een tripla in hele noten genoteerd werd. Dit kan in onze tijd nog weleens verwarring geven omdat men door het notenbeeld ten onrechte denkt dat de muziek een laag tempo heeft. Er kwamen in die tijd ook langzamerhand meer tekens bij. In de Franse barok waren dat bijvoorbeeld aanduidingen van trillers, mordenten enz. Er was ook een fermate, hoewel weinig gebruikt en wellicht niet meer betekenend dan een tijdelijke aarzeling. Ook zag men een enkele keer tekens als f (forte) en p (piano) om aan te geven dat een herhaald motief de tweede keer zachter gespeeld moest worden dan de eerste keer. Overigens waren dit soort aanduidingen nog vrij zeldzaam. 

De vele aanduidingen die men in moderne uitgaven van barokmuziek aantreft, zijn meestal verzinsels van de uitgever. In de oudere barok komen nog steeds c-sleutels voor, vooral in koormuziek, maar in moderne uitgaven ervan worden ze meestal omgezet in een moderne notatie.
Er waren al wel wat tempo-aanduidingen zoals Allegro, maar deze hadden niet noodzakelijkerwijs de betekenis die ze nu hebben. Allegro betekent gewoon vrolijk en niet een bepaald getal op een metronoom.

Romantiek 
Met de Romantiek begonnen componisten steeds gedetailleerder voor te schrijven hoe hun muziek precies gespeeld moest worden. Er ontstonden allerlei bijtekens, soms geschreven zoals rallentando of sforzando, maar ook aanduidingen van langdurige crescendi en decrescendi werden populair. Tevens zag men pedaaltekens in pianomuziek verschijnen. Omdat deze aanduidingen nogal eens over de maatstrepen heen hun geldigheid behielden, werd de betekenis van de maatstreep steeds verder naar de achtergrond gedrongen. Aan het eind van de 19e eeuw werd de zucht naar vastlegging van ieder detail zo groot, dat er bij iedere maat wel iets in de trant van nicht zögern stond. De musicus werd hiermee van autonoom kunstenaar tot slaafs uitvoerder teruggebracht. Desondanks gingen musici zeer eigenzinnig met al deze tekens om, wat weer leidde tot een veelvoud aan uitvoeringspraktijken.

Moderne tijd 
De 20e eeuw was een tijd van experimenteren, volgens sommigen ten koste van de schoonheid en het plezier van de toehoorder. De twintigste eeuw bracht een nieuwe esthetiek, die ook in de partituren en notatiewijzen doorklonk. Ook nieuwe reproductietechnieken verschenen, die het bewerkelijke ambacht van muziekdrukken via loodzetsels of etsplaten verving door de eenvoudiger fotoreproductie, waarbij een, dikwijls door een muziekcopyïst in het net overgeschreven partituur, eenvoudig werd vermenigvuldigd. 

Merkwaardig is dat deze techniek van fotoreproductie van 'handgeschreven partituren' vanaf circa 1920 tot in de jaren 1980 heeft geduurd, terwijl daarvóór al wel netjes gedrukte bladmuziek bestond. Uiteraard werd ook in de periode '20-'80 wel muziek gedrukt, maar omdat van veel composities nog niet bewezen was dat ze in groten getale verspreid zouden gaan worden, was de handgeschreven variant voor veel uitgevers, zoals Donemus, de gangbare publicatietechniek. Dit duurde tot computers bij het vormgeven en drukklaar maken van bladmuziek konden worden ingezet, en het werk van muziekloodzetsels of etsplaten uit de praktijk verdween. 

Er kwamen in de twintigste eeuw steeds meer vormen van 'vrije' notatie (zonder toonhoogten, maatstrepen en/of duur). Er ontstonden ook veel nieuwe notaties, naast de nieuwe instrumenten en nieuwe speeltechnieken. Daaronder bevonden zich ook grafische notaties. Sommige componisten (vanaf ongeveer 1950) noteerden hun muzikale ideeën als (deels) grafische partituur. Door bijvoorbeeld toonhoogten of toonduren niet meer specifiek te noteren, maar bijvoorbeeld slechts een curve of vlakje of abstract figuur te tekenen, wordt aan de musicus zeer summier een suggestie gegeven wat hem te doen staat. 

Daarnaast verschenen nieuwe notatiesymbolen, die vaak bedoeld zijn om speciale speeleffecten of klankeffecten te noteren, waarvan een aantal in zekere mate gestandaardiseerd raakten, zoals slingerlijnen om de mate van vibrato aan te geven, kruisjes in plaats van notenbolletjes voor speciale effecten. Afwijkende symbolen in moderne partituren worden dikwijls door de componist in een bij de partituur gevoegd legenda beschreven. Ook notaties voor microtonale muziek zijn een 20e-eeuwse uitvinding. 

Ook zijn er nieuwe notatiesystemen bedacht, waaronder de klavarnotatie. Waar componisten vroeger potlood en papier  gebruikten, wordt tegenwoordig steeds vaker de computer ingezet. Geavanceerde muzieknotatiesoftware biedt de componist alle gemak van de moderne tijd. Veruit de meeste professionele componisten kiezen voor een programma als Finale of Sibelius. Daarnaast wordt er in de microtonale muziek gewerkt met breukgetallen om noten uit te schrijven.

Kenmerkend voor de latere 20e eeuw is ook dat veel van de oude notatiesysteem weer in omloop gekomen zijn door de drang naar 'authentieke' beoefening van oudere muzieksoorten.

Zie ook 
 Geschiedenis van de klassieke muziek

Muzieknotatie
Muzieknotatie
Muzieksoftware