L'utilisation la plus fondamentale des mathématiques dans la musique occidentale est son application dans le rythme. Presque tous la musique occidentale opère dans les signatures de temps, ou des impulsions qui sont regroupées en sections. Le plus souvent, ces sections (appelés "mesures") Viennent en groupes de deux, trois ou quatre, mais peut venir en groupes de cinq ou sept ou complexes sous-groupes de petits nombres. Le choix de la signature de temps détermine la sensation de l'impulsion et la cadence rythmique de la musique.
Parmi les mesures, la synchronisation des notes est mesurée par la notation qui dicte le rythme en termes de symboles qui dénotent, essentiellement, des fractions. Quand un musicien lit rythmes, il sait combien de temps pour tenir chaque note et reste en calculant quelle fraction de la toute la mesure où la note ou de repos est indiqué pour durer.