音樂自然科學

雖然音樂是一種精神產品，但構成音樂的材料——聲音的產生是一種物理現象，人對聲音的接收過程是一種生理現象，因此音樂學不僅要探討與音樂相關的人的精神活動，而且還要探討作為音樂載體的聲音的產生、傳播和接受的過程，這就是對音樂自然科學基礎的研究。它具體分為音樂音響學和音樂生理學兩個分支學科。

音樂音響學

音樂音響學又稱音樂聲學，是研究音樂的物理基礎的學術領域，以用於音樂中的音響現象作為自己的對象。其範圍包括音樂音響學理論、樂器製造的科學研究、樂律學。前兩項與一般聲學聯繫密切，使用的也是物理聲學、生理聲學乃至心理聲學的理論和方法；後一項則主要與通常所謂的樂理有關，研究音程、律制、音樂結構等問題，也將它稱作音體系理論。音樂音響學不僅對音樂研究有重要意義，而且作為一門套用學科對建築學、樂器製造學、錄音工程均有很高的價值。

音樂生理學

音樂生理學包括聽覺生理學、嗓音生理學和樂器演奏生理學三個領域，它們都與人體生理學有密切關係。其中聽覺生理學的一個分支在19世紀中期由德國學者赫爾姆霍爾茨創立，並作了比較深入的研究；其他的兩個領域由於和表演實踐聯繫較緊密，通常沒有將它們納入音樂學的範疇。耳朵是人類感受聲波的器官，耳朵的構造及其運動原理主要屬於音響生理學的研究範圍。但是它作為一個感受音響的裝置，其結構和運動又有其物理學的原理和規律。要把這兩者嚴格地區分開來研究是困難的，人們往往是把它們作為人對聲音的感受過程來加以綜合的探討。