最初形式（出现在19世纪末）是在普通钢琴前加用一部可移动的“演奏器”，外形极似一架小型足踏簧风琴，有一排65-88个“木手指”置于普通钢琴键盘上方。演奏器用打孔纸卷（打孔位置与钢琴谱相符）操纵；用足踏风箱鼓风，风通过纸卷缓缓转动的纸卷上的孔位，驱动机械连动相应的“木手指”击琴键奏出音乐。此后又有设计将外附的演奏器直接装置于钢琴内部，并可控制速度、力度、踏板等。
现代自动钢琴（出现在本世纪80年代） 随着电子技术的飞速发展，用集成电路和CPU控制钢琴自动演奏装置成为可能。用此基本原理投入钢琴自动演奏器的世界知名企业有美国的PIANODISC、日本的YAMAHA以及美国的QRS公司。其原理是利用计算机MIDI信号原理，把钢琴键盘的速度和力度信号以及记谱法转换成特定让自动钢琴CPU能识别的信号，驱动40V电力信号，让安装在键盘底端的动力部分推动钢琴的榔头发出声音。随着采样率的进一步提高，钢琴演奏的表现力大大丰富。