Durch eine auf- und absteigende melodische Folge von zwölf Halbtonschritten innerhalb einer Oktave erhält man eine chromatische Tonleiter. Bei Zugrundelegung der gleichstufigen Stimmung ist ihre Intervallstruktur unabhängig davon, mit welchem Ton sie beginnt. Sie hat also keinen Grundton und stellt eine Materialtonleiter dar, aus der durch Auswahl sogenannte Gebrauchstonleitern gewonnen werden können. Erst in der freien Tonalität oder der atonalen Zwölftonmusik wird sie selbst zur Gebrauchstonleiter und tritt an die Stelle der diatonischen Dur- und Molltonleitern.

In der klassischen Instrumentalmusik wurde die chromatische Tonleiter auch gerne als Material virtuosen Laufwerks verwendet, weshalb das Spiel der chromatischen Tonleiter zur technischen Grundausbildung jedes Instrumentalisten gehört.

Die Notation der chromatischen Tonleiter kann nach unterschiedlichen Prinzipien erfolgen. Seit etwa der Mitte des 19. Jahrhunderts setzte sich zunehmend eine Notation durch, die mit einer möglichst geringen Anzahl an Versetzungszeichen auszukommen versucht. Daneben hat sich aber in der Kompositionspraxis noch lange das Bestreben gehalten, durch die Notation die Einbettung in tonale Zusammenhänge zu verdeutlichen.

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