樂律學是中國古代研究音樂基本原理與基礎技術理論的科學，包含“樂學”與“律學”兩個方面 。“樂學”相當於現代的音樂基礎理論和作曲技術理論，“律學”相當於現代音樂聲學中生律學與律制方面的研究。
我國在商代就已形成的半音關係，到周代逐漸發展成為十二律。十二個半音也可稱為律呂，單數的六個律名被稱為“六律”，為陽律；雙數的六個律名稱為“六呂”或“六同”。這一時期，還形成了調性觀念，有通用音名的五聲調式音階，即宮、商、角、徵、羽。在此基礎上，添加了變徵、變宮的為雅樂七聲音階，又稱古音階，添加了清角和變宮的是清樂七聲音階，又稱新音階。
三分損益法是春秋時期出現的，以弦長為計算基礎來計算樂律，是最早的樂律計算方法。這種律制中出現的“黃鐘不能還原”、旋宮不能轉調的問題，成為後來歷代的律學家不斷探索的主題。湖北隨縣出臺的曾侯乙編鐘上刻有大量銘文，主要是記載了這套編鐘以及當時的樂律學理論。後經研究發現，它的音高律制是一種三分損益法和純律的混合律制。
漢代以後，隨著豐富的音樂實踐的發展，產生新的樂學理論。律學理論上也出現了新的研究和探討。相和歌中的三調分別為平調、清調、瑟調，“平、清、瑟”在南朝時候也被成為清商三調，其瑟調以宮為主，清調以商為主，平調以徵為主。
西漢時京房提出六十律的理論，即在用三分損益法產生了十二律之後，繼續往下相生直至六十個律。他是我國第一個從理論上發現“仲呂不能還生黃鐘”的律學家。京房之後，南朝錢樂之和沈重用同樣的方法，製作了“三百六十律”。
荀勖，西晉樂律學家。他的重要貢獻在於發現“管口校正”的規律。他得出的“管口校正數”是黃鐘律長度與姑冼律長度的差數，由此製作出較為精確的律管，即十二支用於定音的笛子，後世稱為“荀勖笛律”。這一時期的記譜法為“聲曲折”。
何承天，南朝宋人，他在樂律領域中提出新的研究方向，即在三分損益法的基礎上，加以調整，創造了十分接近十二平均律的“新律”。何承天“新律”的可貴之處，在於擺脫三分損益法相生的框架，而尋求十二律的均等。
南北朝以來，外族音樂傳入中國，樂律學有了新的發展。隋代八十四調是音樂家萬寶常、鄭譯在龜茲音樂家蘇祗婆“五旦七調“理論的基礎上發展而來的。其理論以“七聲”與“十二律”旋相為宮。它的提出，說明外來宮調理論傳入，另一方面促進了律制的改革，建立了我國古代宮調理論中較為完整的體現。
俗樂二十八調是隋唐燕樂的基本宮調理論。唐時的俗樂二十八調是建立在琵琶樂器上的，其音階形式是以雅樂音階來代替、包含了清樂引進和俗樂音階。這一時期轉換調式、調性的手法有“犯調”、“移調”；作曲手法有“解”；記譜法有敦煌樂譜、俗語二十八調音高字譜、減字譜、律呂譜。
入宋以後，燕樂宮調被納入了宮廷雅樂宮調體系，並在音樂實踐中發生了許多變化。南宋的樂律學家蔡元定，著有《律呂新書》、《燕樂本原辨證》。他所創的十八律理論，是按照三分損益法算出十二律作為正律，再計算出六律作為變律而構成的一種律制。其目的是為了解決旋宮時各宮的音律均等。
元曲所用有六宮十一調，即十七個宮調。宋元南曲所用宮調是十三個。因為無法確知元代北曲和宋元南曲當時所用的音階，所以它們的宮調體系還不清楚。明代以後，南北曲用的宮調主要是九個，明代人稱之為“九宮”。
明代樂律學家朱載堉的“新法密率”，解開了歷代律學家苦苦探尋的三分損益法“黃鐘不能還原”的千古難題，最早提出了“十二平均律”律學理論。他還提出了“異徑管律”理論，從吹管樂器的內徑找到了管樂器的管口校正方法，可以在律管上確保十二平均律運用的準確性。他的主要著作是《樂律全書》叢書。明代以後，主要使用工尺譜來記譜，其淵源為唐宋的俗字譜，不同之處為它是一種首調性質的樂理體系。
樂律學的發展是伴隨著音樂的發展不斷完善和進步的，為記錄、傳播中國古代音樂作出了不可磨滅的貢獻。
