Francouzský violoncellista a telegrafista Maurice Louis Eugène Martenot (1898–1980) se v roce 1917 setkal při radiovém provozu s elektronicky generovanými tóny vznikajícími interferencí. V roce 1919 započal s vývojem hudebního nástroje pracujícího na tomto principu a 3. května 1928 předvedl jeho první verzi. Nástroj nazvaný Ondes musicales a později známý jako Ondes Martenot nebo jen Martenot vytvářel tón podobně jako Theremin, výšku tónu však hudebník, stojící asi 1,5 m od nástroje, ovládal táhlem s připojeným kroužkem, který držel v pravé ruce. Intenzitu tónu řídil levou rukou pomocí ovládacích prvků umístěných v oddělené skříňce. Další dva modely měly kroužek pro řízení výšky umístěný na vodorovně vedeném táhle, pod nímž se nacházel obraz klaviatury, což umožňovalo snazší nastavení požadované výšky tónu. Model 4, z roku 1931, neměl ovládací táhlo a výšku tónů řídila klaviatura umožňující stranovým pohybem kláves vytvářet vibráto. U modelu 5 z roku 1937 se objevilo táhlo i pohyblivá klaviatura současně a nástroje byly vybaveny přepínačem umožňujícím rychlou volbu mezi oběma způsoby ovládání. Pod táhlem je řada drobných vyvýšenin a prohlubní sloužících pro hmatovou orientaci a usnadňujících intonaci. Díky vývoji elektroniky a zmenšování rozměrů součástek bylo možné vytvořit v roce 1955 menší a lehčí model 6. Poslední model 7 z roku 1975 je již tranzistorový.
Nástroje se nevyráběly sériově, ale byly stavěny na zakázku podle požadavků hudebníků. Každý kus je proto originál a v technických detailech se liší. Rozsah klaviatury je pět až sedm oktáv, znějící rozsah bývá sedm oktáv.
V levé části většiny nástrojů je pod klaviaturou umístěna zásuvka s ovládacími prvky, někdy jsou tyto prvky umístěny vedle klaviatury. Nejdůležitějším je tlakově citlivý ovladač hlasitosti – Touche d’intensité, který slouží k artikulaci zvuku a vytváření dynamických efektů. Poblíž ovladače hlasitosti jsou umístěny spínače pro volbu základních zvukových barev a jejich míchání. Šest tlačítek pro transpozici umožňuje rychle přelaďovat hrané tóny.
K nástroji mohou být připojeny až tři reprosoustavy– Diffuseurs, ovládané spínači D1, D2 a D3 a otočnými regulátory. Základní reproduktor má ozvučnici běžné konstrukce. Resonanční reproduktor nazvaný Palme má na ozvučnici napnutých dvanáct strun, které resonují na naladěných frekvencích. U novějšího reproduktoru Resonnance byly struny nahrazeny pružinami. Reproduktor Métallique má namísto membrány kovovou desku podobnou gongu, dodávající zvuku kovové zbarvení.
Maurice Martenot a od roku 1951 i jeho asistent Marcel Manière vyráběli na zakázku nástroje v Neuilly-sur-Seine poblíž Paříže. Vyrobilo se asi 370 Ondes Martenot v sedmi profesionálních verzích, spolu s množstvím školních modelů a nástrojů kombinovaných s gramofony a rozhlasovými přijímači. V roce 1988, několik let po smrti Maurice Martenota, odešel Marcel Manièr do penze a výroba byla zastavena. S vývojem nové, digitální verze započal v 90. letech syn Maurice Martenota Jean Louis, nástroj však nedokončil. Modernizovanou verzi pod názvem Ondéa vyrobil v roce 1999 Ambro Oliva ze společnosti Seam. Od roku 2008 pracuje ve spolupráci s Jeanem Louisem Martenotem na vývoji nového modelu Jean-Loup Dierstein.
V první polovině následujícího videa představuje Claude-Samuel Lévine nástroj Ondéa, ve druhé polovině pak theremin, na který hraje i v úryvku z Fantazie od Bohuslava Martinů, původně napsané pro Ondes Martenot.
Pro Ondes Martenot byly napsány stovky skladeb a nástroj se používá v hudbě mnoha žánrů. Hra na tento nástroj se vyučuje na pařížské konzervatoři a dalších školách. K virtuózním hráčům patřila Ginette Martenot, sestra Maurice Martenota.
Na počátku 30. let napsal Edgard Varèse skladbu Ecuatorial, ve které předepisoval použití dvou hmatníkových thereminů. Na konci 50. let nahradil tyto prakticky nedostupné nástroje dvojicí Martenotových vln.
Martenotovy vlny s oblibou používal Olivier Messiaen. Poprvé se objevily v jeho skladbě Fête des Belles Eaux, kterou napsal v roce 1937 hned pro šestici těchto nástrojů.
Důležitý je part Martenotových vln v Messiaenově symfonii Turangalila. Doporučuji např. závěr páté věty a začátek šesté, v následující ukázce od 33 minuty.
Arthur Honegger využil Martenotovy vlny ve svém dramatickém oratoriu Jana z Arku na hranici z roku 1938.
Člen skupiny Radiohead Jonny Greenwood složil v roce 2004 skladbu Smear pro dvoje Martenotovy vlny a orchestr.
K současným hráčům na Martenotovy vlny vlny patří Thomas Bloch, známý též svou hrou na skleněnou harmoniku a Cristal Baschet.
