Instrumentation, den proces, der fordeler en musikalsk kompositions stemmer, rytmer og tonehøjder på de forskellige instrumenter i orkesteret. Instrumentationskunstens historie afspejler skiftende tiders klanglige æstetik, men er desuden knyttet til såvel udvikling af de enkelte instrumenters spilletekniske muligheder som typiske orkestersammensætninger i de forskellige stilperioder. Før 1600-t. skrev komponisterne så godt som aldrig for specifikke instrumenter; disse blev især benyttet til at støtte vokalstemmer, og de udførende musikere havde udstrakt frihed til at vælge instrumenter. Med baroktidens interesse for drama (opera), affektlære og dynamiske kontraster voksede bevidstheden om "klang", men det var først i wienerklassikken og den tidlige romantik, at opfattelsen af orkesteret som en klanglig enhed fik fodfæste. 1800-t.s forbedring af især blæseinstrumenternes spilleteknik betød en berigelse af orkesterets klanglige muligheder. Hvor strygerne hidtil havde indtaget en dominerende plads i den symfoniske musik, blev blæserne i stigende grad integreret. Det medførte stor lyst hos mange komponister til at eksperimentere med klangene, fx hos Berlioz, Wagner og Mahler. Instrumentationen blev en selvstændig dimension af musikken, og der blev skrevet lærebøger i kunsten at instrumentere af bl.a. Berlioz, Rimskij-Korsakov og Widor. I 1900-t., hvor slagtøjet med alle dets klangfarver har vundet indpas, er denne udvikling fortsat hos impressionisterne (Debussy, Ravel), hvis orkesterklang nærmest har billedskabende karakter, og hos komponister som Stravinsky og Webern, hvis klanglige nytænkning har sat sig spor i den nyeste musik. I Danmark har instrumentationskunsten især udviklet sig efter 1950'erne med banebrydende indsats af bl.a. Karl Aage Rasmussen, Erik Norby, Hans Abrahamsen og Poul Ruders.