1) 표기

원시적 표기에서는 가사를 운율적으로 읽기 위해 라틴어의 악센트를 도입, 필요에 따라 가사 위에 a(altus,높게), e(equaliter,같게), i(inferius,낮게), t(tenete,천천히) 등과 같은 로마문자를 사용하여 감정적 표현을 풍부히 하였다. 여기서 좀더 발전하여 더욱 정확한 음을 표현할 수 있는 기보법이 귀도(Guido) d'Arezzo,990-1050)에 의해 창안되었다. 귀도는 음을 확실히 잡게하기 위해 각 음에 고유한 이름을 붙였는데 성무일도중 세례자 요한 축일 저녁 기도 찬미가 "ut queant laxis"를 따서 붙였으며, 이유는 각 단락의 첫 음이 한 음씩 상행하는 구조를 지니고 있기 때문이다.

2) 리듬

현대 음악이 세분할 수 있는 다양한 리듬의 형태를 가지고 있는데 반해 그레고리오성가의 리듬은 나누어질 수 없는 기본박자로 이루어진다. 그레고리오성가에서 박자는 익투스(ictus,打點)라 표현하며 이것이 리듬을 나타낸다. 또한, 2박, 3박 계열의 리듬이 혼합되어 끊임없이 교체하면서 흐르는 선율을 구성한다는 의미에서 자유로운 리듬이라 한다. 이 리듬의 본질은 '도약'(arsis)과 '쉼'(thesis) - 시작에서 정지까지의 과정 - 으로 구성되며 단순 리듬과 복합 리듬의 두가지 종류가 있다. 단순리듬은 한 개의 도약과 쉼으로 이루어지나, 복합리듬은 단순리듬이 복합된 형태로 더욱 많은 리듬의 요소들로 구성되어 있다. 또한 라틴어와 밀접한 관계가 있는 리듬은 라틴어의 음절에 따라 형성되는 경우가 많다.

3) 선법

그레고리오성가의 선율들은 마침음(finalis), 낭송음(tenor), 음역(ambitus) 그리고 전형적 음정과 일정한 형식에 따라 8선법으로 정리된다. 8선법은 마침음의 레, 미, 파, 솔 음계에 따라 네 종류로 나뉘며, 네 종류의 각 음계는 각각 정격선법(modus authenticus; 마침음에서 마침음까지가 옥타브)과 변격선법(modus plagalis; 마침음 4도 아래에서부터 마침음 5도 위까지가 옥타브)을 갖고 있다. 8개의 교회 선법양식을 도표로 소개하면 다음과 같다.

① 쁘로뚜스(Protus)
- 정격(제1선법) : 레 미 파 솔 라 시 도 레
- 변격(제2선법) : 라 시 도 레 미 파 솔 라

② 데우떼루스(Deuterus)
- 정격(제3선법) : 미 파 솔 라 시 도 레 미
- 변격(제4선법) : 시 도 레 미 파 솔 라 시

③ 뜨리뚜스(Tritus)
- 정격(제5선법) : 파 솔 라 시 도 레 미 파
- 변격(제6선법) : 도 레 미 파 솔 라 시 도

④ 떼뜨라두스(Tetradus)
- 정격(제7선법) : 솔 라 시 도 레 미 파 솔
- 변격(제8선법) : 레 미 파 솔 라 시 도 레

그레고리오 성가는 각 지역별로 활발하게 발전하여 12세기까지 절정을 이루었으나 뒤이어 나온 다성음악에 자리를 물려주고 쇠퇴하게 된다. 그 후에 그레고리오성가의 개혁의 필요성을 느껴 16세기 트리엔트 공의회에서 시도한 메디치 판(Medicean ed.)이 만들어졌으나, 이것은 학문적 기반을 두지 않은 후기 르네상스의 심미학적 성향으로 기울어져 있었다. 그러나 그레고리오 성가는 19세기에 다시 부흥기를 맞이하면서 프랑스의 솔렘 수도원에서 새로이 선율의 정확성, 리듬에 대한 연구 등이 활발히 이루어지고 이를 바탕으로 19세기 말 바티칸 판(Vatican ed.)을 만들어 현재 사용하고 있다.