Lịch sử của việc ghi âm bắt đầu hình thành từ năm 1796 khi Antoine Favre, một thợ sản xuất đồng hồ, đã trình bày ý tưởng của anh về một thiết bị mà ngày nay chúng ta biết đến với tên gọi máy hát có ống quay hình trụ, hay còn gọi là "Musical box".

Đó chỉ là một dụng cụ chơi nhạc tự động, có thể chơi các giai điệu định sẵn theo ý muốn nhưng không thể thu bất cứ âm thanh nào. Vì thế, để có thể tái hiện các tín hiệu âm thanh trong cuộc sống, trước hết người ta cần phải phát minh ra một thiết bị có thể ghi lại các loại âm thanh đó.

Ống trụ bằng sáp là thiết bị thu âm đầu tiên được sản xuất cho mục đích thương mại. Quá trình thu âm này là phát minh của Edison năm 1877. Bằng cách quấn các lá thiếc quanh ống trụ, và nhờ một mũi kim dao động theo các rung động của âm thanh tạo ra các đường rãnh có độ sâu khác nhau trên lá thiếc, ông đã ghi lại được bài hát Mary had a little lamb. Sau đó, Edison sử dụng một cây kim và màn rung (diaphragm) để tái hiện bản thu âm này.

Khi tiến hành nghiên cứu bóng đèn điện, Edison đã quên mất phát minh này của ông đến vài năm. Chỉ khi niềm say mê với việc tái hiện âm thanh trở lại, ông mới phát minh ra phương thức sản xuất hàng loạt máy hát ống quay hình trụ bằng cách tạo một khuôn đúc hình trụ nguyên khối thông qua phương pháp mạ điện.

Năm 1887, Emile Berliner (người Mỹ) đã phát minh ra một thiết bị có thể ghi lại các rung động của âm thanh trên đĩa kẽm thay vì trên các ống quay hình trụ. Thiết bị tạo ra các đường rãnh trên mặt phẳng của đĩa. Âm thanh sẽ được ghi lại qua các đường rãnh hình xoáy ốc có độ sâu không đổi trên một đĩa phẳng. Berliner gọi loại đĩa này là đĩa ghi âm. Các đĩa thu âm thời kỳ đầu và ống kính quay hình trụ có khả năng tạo ra âm thanh với chất lượng tương tự như nhau, mặc dù về mặt lý thuyết, các ống quay hình trụ có lợi thế về tốc độ và phạm vi động của các rãnh lên xuống lớn hơn. Các ống quay hình trụ của Edison có thời lượng ghi/phát từ 2 hoặc 4 phút, thu với tốc độ 160 vòng/phút. Còn đĩa của Berliner chạy với tốc độ 60 vòng/phút trong thời gian 2 phút. Tất cả chỉ đủ sức ghi lại một bản nhạc duy nhất. Việc ghi âm và phát âm được thực hiện hoàn toàn bằng cơ học với sự hiện diện của chiếc kèn kim loại to tướng và bóng loáng. Khi ghi âm, chiếc kèn có nhiệm vụ "gom" âm thanh lại để tạo nên áp suất lớn cho kim ghi có thể ghi được. Ngược lại, khi phát âm, người ta lại phải dùng chiếc kèn theo hướng ngược lại để khuếch đại âm thanh lên mức có thể nghe được.

Đĩa hát thâm nhập thị trường

Năm 1887, Edison vẫn tiếp tục triển khai quá trình sản xuất hàng loạt máy hát ống quay hình trụ. Quá trình này kéo dài cho đến tận năm 1900 khi ông sử dụng một loại sáp mà khi cho vào khuôn có thể co lại khi nguội, giúp lấy ra dễ dàng. Năm 1894, công ty máy hát American Gramophone và Columbia đã sáp nhập để hình thành nên Công ty thu âm Combia (Columbia Record Company). Trong khi đó, công ty sản xuất máy hát của Berliner cũng bắt đầu đưa ra thị trường một mặt đĩa đường kính 7 inch, tốc độ 70 vòng/phút với giá 50 cent. Cả hai loại máy hát ống quay hình trụ và máy hát đĩa đều được vận hành từ nhiều nguồn năng lượng khác nhau, từ cơ quay tay dùng bàn đạp cho đến vận hành bằng lò xo và các động cơ điện chạy ắc-quy.

Mặc dù ống quay hình trụ và đĩa hát cùng tồn tại song song trong suốt thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20, nhưng có thể nhận thấy đĩa hát dễ đưa vào sản xuất hàng loạt hơn. Cho đến năm 1913, đĩa hát trở nên thắng thế và máy hát ống quay hình trụ không còn được tiếp tục sản xuất. Nhạc dance trở nên thịnh hành để đáp ứng nhu cầu. Edison lại bắt tay vào thiết kế loại đĩa dày dành cho nhạc khiêu vũ có rãnh điều chỉnh theo phương thẳng đứng, quay 80 vòng/phút. Các nhà sản xuất khác cũng sản xuất đĩa hát có tốc độ quay 78 vòng/phút, với các thể loại nhạc rất đa dạng phù hợp với mọi thị hiếu như nhạc cổ điển, nhạc jazz, nhạc khiêu vũ, hoặc các màn trình diễn của các ca sĩ thời đó như Harry Lauder. Khi chiến tranh Thế giới thứ nhất kết thúc vào năm 1918, ngành công nghiệp sản xuất đĩa hát thực sự cất cánh.

Ngay năm tiếp theo, Công ty Victor đã cho ra đời đĩa nhạc pop đầu tiên được bán với số lượng trên 1 triệu bản (đĩa Dardanella do dàn nhạc Ben Selvin trình bày). Đến năm 1922, âm nhạc đĩa hát đã trở thành loại hình giải trí phổ biến nhất tại Mỹ.

Cuộc suy thoái kinh tế năm 1923 đã gây ảnh hưởng nặng nề đến hai công ty ghi âm Columbia và Victor. Tuy nhiên, Công ty Western Electronic cùng với hai tên tuổi khác là AT&T và Bell Labs đã đưa ra một hệ thống thu âm chạy đèn điện tử, tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực thu âm. Lúc đó, microphone có thể thay thế cho các kèn thu âm thanh, nhờ vậy cũng tạo nên một bước đột phá lớn cho chất lượng của các bản thu âm. Các đĩa hát được sản xuất ra có hai mặt và mỗi mặt chơi được với thời lượng 5 phút.

Vào năm 1925, tại Mỹ, tốc độ của đĩa hát được chuẩn hóa là 78,26 vòng/phút. Tiêu chuẩn này được tạo ra căn cứ theo chuẩn thời bấy giờ về vòng quay của môtơ điện (3.600 vòng/phút) và bộ giảm tốc 46 - 1 (3.600/46=78,26) để quay mâm đĩa.

Những chiếc đĩa thương mại đầu tiên thời kỳ này được làm từ một hỗn hợp chất liệu tự nhiên gọi là shellac, bao gồm nhựa cánh kiến Ấn Độ trộn với một số sợi xen-lu-lô khác. Đến năm 1930, chất liệu tự nhiên shellac được thay thế bằng nhựa tổng hợp, nhưng chất liệu mới vẫn có nhược điểm là gây tiếng ồn, giòn và dễ vỡ hơn shellac.

Thế chiến II, công nghiệp sản xuất máy hát đình trệ. Nhưng ngay khi cuộc chiến vừa kết thúc, ngành này lại mau chóng phát triển cùng với những tiến bộ trong công nghệ sản xuất. Năm 1913, RCA đã tiến hành một số nghiên cứu tìm loại chất liệu mới cho đĩa hát, sử dụng nhựa vinyl "vitrolac" có thể ghi ở tốc độ 33,3 vòng/phút. Tuy vậy, loại đĩa này không thể thay thế cho loại đĩa 78 vòng đang phổ biến, mặc dù được đánh giá cao về âm nhiễu bề mặt thấp và độ đàn hồi lớn. Cũng như vậy, chất shellac không còn được phổ biến nên các đĩa hát 78 vòng lại được sản xuất từ chất liệu vinyl.

Năm 1948, hãng Columbia Records cho ra mắt đĩa rãnh siêu nhỏ đường kính 12 inch từ chất liệu vinyl, tốc độ 33,3 vòng/phút, với loại đĩa này, khả năng ghi âm được kéo dài hơn trước nhiều, do đó, người ta gọi chúng là Long-Play (viết tắt là LP). Không thể để bị qua mặt như vậy, một năm sau đó, RCA cũng giới thiệu loại đĩa đơn 45 vòng/phút. Đây chính là bước ngoặt lớn khi một đĩa 45 vòng có thể lưu trữ một lượng thông tin tương đương một đĩa 78 vòng, đường kính 12 inch. Chưa kể đến loại đĩa này lại nhẹ và bền hơn. Các đĩa đơn sản xuất tại Mỹ có đường kính vòng tròn tâm là 1 inch, đòi hỏi phải có một bánh nhựa tròn tương thích mới có thể chơi trên trục quay theo chuẩn Anh quốc. Phần lớn các máy hát tự động có nguồn gốc từ Mỹ nên các đĩa hát nhãn hiệu Anh đều có tâm mở rộng để phù hợp với các trục quay loại này.

Thời hoàng kim của đĩa hát 45 vòng/phút song song cùng kỷ nguyên của nhạc rock-and-roll. Các đĩa đơn 45 vòng có giá thành thấp và dễ kiếm nên giới trẻ có thể tìm về chơi trên các máy hát loại Dansettse trong phòng ngủ. Còn với những người lớn tuổi thì thích hợp với các máy hát có radio đặt trong phòng khách. Bước tiến mới trong chất lượng âm thanh của đĩa LP cùng với thùng gỗ rộng của các máy hát có radio đã mở ra kỷ nguyên Hi-Fi, tạo thách thức mới trong ngành công nghiệp thu âm.

Công nghệ thiết kế các đĩa ghi âm bốn chiều được công bố vào năm 1971. Quá trình này cho phép ghi lại 4 loại tín hiệu âm thanh riêng rẽ lên đĩa LP và đòi hỏi ứng dụng nhiều phương pháp kỹ thuật.

Một phương pháp là thu lại 4 kênh âm thanh bằng cách lập ma trận điện tử các kênh thành hai kênh. Khi các đĩa ghi âm được chơi, các mạch trong ampli có thể giải mã các tín hiệu trở lại thành tín hiệu 4 kênh. Có hai hệ thống ghi đĩa 4 chiều ứng dụng ma trận chính: Hệ thống SQ của CBS và hệ thống SQ của Sansui. Một định dạng khác là CD-4 do RCA sản xuất lại mã hóa thông tin của kênh sau (rear) trên một dải sóng siêu âm. Quá trình này cần có một đầu cartridge dải thông đặc biệt để tiếp nhận thông tin. Tuy nhiên, thông tin dải tần cao sẽ bị mờ đi sau một vài lần nghe, cho thấy định dạng CD-4 tỏ ra kém hiệu quả hơn hai định dạng ma trận. Tất cả các định dạng này đều không mấy thành công khi đưa vào sản xuất cho mục đích thương mại, nhưng lại chính là tiền thân của các hệ thống âm thanh surround sau này, ví dụ như định dạng SACD đa kênh và hệ thống rạp hát tại gia chúng ta thấy ngày nay.

Vào cuối những năm 1970, phương thức ghi âm trực tiếp vào đĩa được giới thiệu bởi một số hãng, chẳng hạn như hãng Sheffield Labs. Các đĩa cực đắt này chỉ dành bán cho một tầng lớp dân chơi âm thanh nhỏ, những người không thích sử dụng băng từ do có thiện cảm với lối chuyển tải âm thanh chất lượng cao của đĩa ghi âm gốc. Đĩa Dark Side of the Moon của hãng Mobile Fidelity Sound Lab được thu với công nghệ "trực tiếp" này là loại đĩa đắt tiền và hiện đại nhất thời đó.

Đầu những năm 1980, các đĩa mã hóa DBX xuất hiện. Loại đĩa này lại không tương thích với các hệ thống hi-fi thông thường bởi chúng đòi hỏi phần mềm DBX tinh vi để xử lý âm nhiễu. Phần mềm này chủ yếu dùng để giảm tối đa các âm nhiễu trong quá trình tái tạo âm thanh và tăng phạm vi động. Một phần mềm tương tự và ít bền hơn gọi là CX cũng được ứng dụng, do CBS thiết kế.

Cũng vào cuối những năm 1970 và đầu những 1980, một phương thức làm tăng dải động cho các đĩa sản xuất hàng loạt đã ra đời, sử dụng thiết bị cắt đĩa cực kỳ cao cấp. Các phần mềm này xuất hiện trên thị trường với tên gọi CBS Discomputer và Teldec Direct Metal Masteing, được dùng để giảm nhiễu âm của các rãnh đĩa. Việc các phần mềm này có thành công hay không vẫn đang là đề tài gây tranh cãi trong giới chơi âm thanh vinyl cao cấp ngày nay.

Đĩa vinyl vẫn là phương tiện ghi âm khởi đầu và phát triển song song với nó vào những năm 60 - 70 là băng cối hai kênh "reel-to-reel". Cho đến những năm 70, định dạng băng cassette của Philips đã giành phần thắng so với LP và bắng cối do tính tiện lợi, nhỏ gọn của nó trong lĩnh vực giải trí gia đình. Mặc dù vậy, chất lượng âm thanh của cassette chưa thể sánh bằng các đĩa LP vinyl được sản xuất công phu. Phải mãi đến những năm 1980, đĩa compact disc ra đời đã chứng minh sự tiện dụng cùng chất lượng tuyệt vời của chúng và mau chóng thay thế đĩa LP.