Intervalle, die kleiner als der Halbton sind, fanden bereits in der griechischen Antike Verwendung und wurden in der Musiktheorie eingehend beschrieben (z. B. von Aristoxenos von Tarent). Dabei kommen Vierteltöne insbesondere im enharmonischen Genus des Tetrachord vor. Im 16. Jh. erfolgte im Zuge der Rezeption antiker musiktheoretischer Traktate eine intensive Auseinandersetzung mit Mikrotönen, wobei etwa in den Schriften von Francisco de Salinas, Gioseffo Zarlino und Nicola Vicentino die Teilung der Oktave in 31 Töne zu erwähnen ist. Letzterer konstruierte mit dem arcicembalo (132 Tasten in 6 Reihen) ein Instrument zur klanglichen Realisierung seiner theoretischen Konzepte. Neben der 31-fachen begegnet im 17. Jh. auch die 53-fache Oktavteilung, so z. B. in Marin Mersennes Harmonie universelle (1636/37). In Weiterentwicklung der 31-stufigen Temperatur von Vicentino und Christian Huygens entwickelte der niederländische Theoretiker Adriaan Fokker eine Orgel, die 1950 realisiert wurde und für die sowohl Fokker selbst als auch etwa Henk Badings Werke schrieben. Die Anfänge der kompositorischen Verwendung ekmelischer Tonstufen lässt sich im Sinne von Vierteltonmusik bis in das 19. Jh. zurückverfolgen. Als rhetorisches Stilmittel wurden Vierteltöne im Chor der Ozeaniden in Jacques Fromental Halévys Prométhée cuchaine (1849) zur Intensivierung der Wehklage verwendet. In ähnlichem Sinne setzten Witold Lutoslawsky („Funebre“-Abschnitt in seinem Streichquartett, 1964) oder Bernd-Alois Zimmermann (Ich wandte mich um und sah alles Unrecht, das geschah unter der Sonne, 1970) Vierteltöne ein. Um die Jh.wende propagierte F. Busoni in seinem Entwurf einer neuen Ästhetik der Tonkunst (1906, 21916) die Einführung von Drittel- und Sechsteltönen, ohne allerdings seine äußerst innovativen Ideen auch kompositorisch umzusetzen. Unter dem Einfluss Busonis und A. Schönbergs entwickelte A. Hába eine stark von Ideen Goethes und Rudolf Steiners geprägte Musikästhetik, die in seiner 1927 erschienenen Neue[n] Harmonielehre des diatonischen, chromatischen, Viertel-, Drittel, Sechstel- und Zwölftel-Tonsystems gipfelte. Kompositorisch verwirklichte er sein Konzept der Mikrotonalität erstmals in seiner aus dem Jahre 1917 datierenden, unveröffentlichten Vierteltonsuite für Streicher, v. a. aber im 2. Streichquartett (1920), in Fantasie für Violine solo (1921) und Musik für Violine solo (1922), wobei letztgenanntes Werk unter dem Eindruck arabischer Musik entstanden ist. Für I. Vyšnegradskij bildete die Entwicklung der Ultrachromatik die klangliche und musiktheoretische Umsetzung des geistig-gesellschaftlichen Konzepts des Kommunismus. Er verstand dabei unter Ultrachromatik temperierte Oktavteilungen, die grundsätzlich kleinere Intervalle als den chromatischen Halbton umfassen.
Auf dem amerikanischen Kontinent zählten Charles Ives (1874–1954), Harry Partch (1901–76) und der Mexikaner Julian Carillo (1875–1965) zu den Pionieren mikrotonaler Komposition.
In Österreich gingen entscheidende Weichenstellungen sowohl für die Erforschung als auch für die kompositorische Realisierung einer ekmelischen Musik von R. Maedel und F. Richter Herf aus. Beide begründeten 1971 das Institut für musikalische Grundlagenforschung an der Salzburger Musikhochschule Mozarteum. In der jüngeren Komponistengeneration hat v. a. der in Graz geborene G. F. Haas international viel beachtete Werke unter Verwendung mikrotonaler Techniken geschrieben. Ausgehend von den Impulsen, die Maedel und Richter Herf gesetzt haben, wurde die Idee ekmelischer Musik u. a. von K. Ager und J. Kotschy weitergeführt. Hinsichtlich der theoretischen Erforschung ekmelischer Musik und daraus resultierender Wahrnehmungsaspekte ist in erster Linie Horst-Peter Hesse (* 1935), derzeitiger (2001) Leiter des Richter Herf-Instituts am Mozarteum, zu nennen.
S. Schneider, Mikrotöne in der Musik des 20. Jh.s 1975; H. Partch, Genesis of a Music 1974; R. Maedel, Mikrotöne 1983; F. Richter-Herf (Hg.), Mikrotöne 1 (1986) u. 2 (1988); H.-P. Hesse, Grundlagen der Harmonik in mikrotonaler Musik 1989; B. Barthelmes, Raum und Klang. Das theoretische und kompositorische Schaffen Ivan Wyschnegradskys 1995; K. Bachmann/W. Thies (Hg.), [Fs.] H.-P. Hesse 2000.