Muusikamatemaatika (ladina keeles musica mathematica) on rakendusmatemaatika haru, milles tegeldakse muusika loomiseks ja analüüsimiseks vajalike matemaatiliste mudelite väljatöötamise ja uurimisega.
Muusika matemaatilise modelleerimise võib jagada kolmeks valdkonnaks:
- heliallikas ja matemaatika, mille puhul tegeldakse muusikainstrumendi füüsikalise ja matemaatilise modelleerimisega;
- heli ja matemaatika, mille puhul tegeldakse heli matemaatilise modelleerimisega;
- muusikaline struktuur ja matemaatika, mille puhul uuritakse muusika kompositsiooni- ja analüüsimudelite matemaatilist olemust, käsitledes heliteost formaalse grammatika reeglipärase või juhusliku protsessi tulemusena.
Muusikamatemaatika teemad on näiteks