Die an sich geringen Möglichkeiten, Musikwahrnehmung und Musikerleben naturwissenschaftlich überhaupt zu erforschen, ergeben sich durch Methoden, die zumeist für ganz andere Zwecke entwickelt wurden. Gewöhnlich ist die Aussagekraft der Ergebnisse solcher Methoden eng begrenzt und hängt von den verfügbaren Parametern im Untersuchungsobjekt ab. War die Musikpsychologie vor dem Eindringen naturwissenschaftlicher Denkweise im 19. Jh. fast ausschließlich philosophisch orientiert, so hat sich danach neben einer introspektiv-hermeneutischen auch eine empirisch-experimentelle Richtung entwickelt. In den letzten Jahrzehnten erscheinen immer häufiger auch Arbeiten, die Gehirnvorgänge bei der Verarbeitung von musikalischer Information mit Methoden der kognitiven Psychologie untersuchen.