Elektronische muziekinstrumenten kenmerken zich in hun bouw door de aanwezigheid van elektrische resonantiekringen voor het opwekken van trillingen. Bewegende delen zoals snaren en toonwielen ontbreken. Fr.E. Miller bouwde in 1915 de eerste generator die een gedempte trilling voortbracht met behulp van de triodebuis. Lee de Forest volgde hem met een triodegenerator die een ongedempte trilling opwekte. De toonhoogte of frequentie wordt bepaald door de waarden van de zelfinductie van de spoel en de capaciteit van de condensator in de trillingskring. In 1919 verscheen Leon Theremin in Leningrad en Moskou op het podium met zijn Aetherophon of Thereminovox, waarbij de toonhoogte van dit eenstemmige instrument op schijnbaar toverachtige wijze werd veranderd door de afstand van hand tot metalen draad te vergroten of te verkleinen. In feite werd hierdoor de capaciteit van de condensator in de resonantiekring gewijzigd. In 1924 presenteerde Jörg Mager in Berlijn zijn Klaviatur-Sphäraphon, waarbij de condensatorwaarde werd bepaald door het neerdrukken van toetsen. Met de Sphäraphon kon een fijnere verdeling van het octaaf worden bereikt dan de gebruikelijke twaalftoonstemming. In de jaren 1927/1929 bouwden Hellberger en Lertes het muziekinstrument Hellertion, waarbij het manuaal bestond uit een metalen band; de plaats waar de hand de metalen band aanraakte, was bepalend voor de toonhoogte; de druk van de hand was bepalend voor de toonsterkte. Bij talrijke vergelijkbare elektrische muziekinstrumenten die in de Verenigde Staten en Duitsland werden gebouwd, bepaalde een variabele condensator of spoel steeds de gewenste toonhoogte en werd de toonsterkte geregeld door druk op het manuaal of het pedaal.

Bij het instrument van Maurice Martenot, genaamd ondes Martenot, voor het eerst gedemonstreerd in 1928 te Parijs en nog steeds in gebruik bij o.a. uitvoeringen van Honeggers Jeanne d'Arc au bücher (1934) en van Jolivets Concert voor Ondes Martenot en orkest (1947), kan de bespeler kiezen uit het toetsenbord voor discrete toonhoogten, of een beweegbare rubberband met duimring voor glissandi. De gegenereerde golfvorm is zaagtandvormig. Door het gebruik van filters is de klankkleur te beïnvloeden. Dit is ook het geval bij Fr. Trautweins Trautonium, ontstaan in 1924/1929 in Berlijn, dat werd uitgebreid tot vier octaven. Zowel het Hellertion als het Trautonium werd door Siemens als de meest belovende eenstemmige elektronische instrumenten op de markt gebracht. Mede door contacten met het Bauhaus groeide het instrument van Trautwein (1888–1956) met een groot aantal klankkleurmogelijkheden en een slagwerksynthesizer uit tot een uitgebreid meerstemmig instrument, dat door ontwerper en bespeler Oskar Sala in 1948 in Oost-Berlijn werd omgedoopt tot Mixtur-Trautonium. Aangevuld met bandrecorders bleek de installatie een belangrijke praktische toepassing te hebben als filmmuzieksynthesizer.

Nog enige elektronische muziekinstrumenten uit het verleden moeten worden genoemd als voorbereiders van de elektronische studio in Keulen (zie elektronische muziek). In 1938 bouwde Harald Bode in Berlijn zijn eenstemmig Melodium, dat oneven harmonischen produceerde en beperkte frequentiemodulatiemogelijkheden had. Bode en Vierling bouwden tien jaar later met behulp van twee multi-vibratoren het eerste Melochord, dat tweestemmig was. Een later model met twee manualen, dat een plaats kreeg in de Keulse studio, had klankfiltermogelijkheden die ook voor klankanalyse werden gebruikt. In 1952 bouwde Trautwein op verzoek van W. Meyer-Eppler en Fritz Enkel voor de Keulse studio het tweestemmige Elektronische Monochord, dat zich kenmerkte door een fijne frequentieverdeling met glissandomogelijkheden en instelbare formantfilters.

Sinds de jaren zeventig werd het elektronisch orgel ontwikkeld tot een populair instrument voor amateurs en beroepsmusici, mogelijk gemaakt door toepassing van technieken uit de micro-elektronica, waardoor toongeneratoren, frequentiedelers, enz. kunnen worden uitgevoerd als relatief goedkope geïntegreerde schakelingen (IC's). Behalve imitaties van de registers van kerk- en theaterorgels bevatten dergelijke instrumenten soms ook synthesizers waarmee andere instrumenten kunnen worden nagebootst of waarmee speciale geluidseffecten kunnen worden opgewekt.