艺术体操起源于19世纪末20世纪初的欧洲，其产生与当时的教育改革及妇女体育运动发展有着密切的联系。一些教育家、体操家、音乐家、生理学家、舞蹈家对艺术体操的发展，在理论和实践上做出了不少贡献。例如：瑞土教育家、声乐家台尔克罗兹，首先把音乐与体操相结合，创造了“音乐体操”（韵律体操）；德国音乐教师鲁道夫·博得为妇女体操创造了极有女性特色和价值的波浪动作；德国音乐、体育教师欣里希·梅顿提出了进行动作练习时使用轻器械；现代舞创始人伊莎多拉·邓肯的“表现自我”的舞蹈理论与实践；德国舞蹈家拉班的“动作体系”，均对艺术体操产生很大影响。

经过他们不断地探索革新，才逐步形成了新的现代体操。这种新体操的特点是注重自然的全身运动，要求动作自然、流畅、优美、富于节奏，使其达到躯体、思想和心灵自然表现的艺术境界。艺术体操就是在这些理论基础上经过长期实践逐渐形成的。

20世纪50年代，艺术体操已传遍世界，并成为女子的竞技项目。但最初的国际性比赛并非独立进行，而是附属于女子竞技体操比赛的团体项目中，即规定凡参加竞技体操团体比赛的队每队除了参加竞技体操比赛外，还必须参加由6-8人组成的团体轻器械韵律体操比赛。随着技术的发展，竞技体操与艺术体操的差异日趋明显，所以，1956年国际体联决定在竞技体操比赛中，取消艺术体操比赛，把两者分开，直到1962年才正式把艺术体操作为一个独立的女子竞技项目。

1963年，匈牙利布达佩斯举行了第1届世界艺术体操锦标赛。

1976年，国际艺术体操评分规则公布。

1978年起，国际体操联合会组织两个洲际比赛，即欧洲锦标赛和四大洲际赛（亚洲、大洋洲、北美洲、和拉丁美洲），分别与世界锦标赛时间隔年份举行。

1984年，艺术体操被列为奥运会竞赛项目。

2003年，第一届世界男子艺术体操锦标赛举行。与女子项目不同的是，男子的通常没有球操和棒操，但加入了棍操。

1956-1958年，全国及体育院校的竞技体操比赛中进行过女子六人团体轻器械体操比赛。

1978年以来，中国接连邀请国外的艺术体操队来华进行表演，并请外国教练、专家讲学，同时每年举行全国艺术体操比赛，使得这项运动在国内日渐兴起和不断开展。

20世纪80年代初，中国艺术体操队参加了第10届世界艺术体操锦标赛，第一次登上了国际体坛，并在比赛中取得了第16名的成绩。

1987年，在第13届世界艺术体操锦标赛上，中国运动员取得了集体项目总分第三名，单个单套（3圈3球、6球）分别为第二名和第三名的成绩。

2008年，中国队在北京奥运会取得突破，摘得一枚集体银牌。