Cantus firmus (In latino, "canto fermo"), nella musica antica e rinascimentale, una melodia preesistente usata come base di una composizione polifonica. Nel XIII e XIV secolo la melodia, tratta da un canto gregoriano, veniva cantata in note lunghe da una voce più bassa (che prese il nome di tenor dal latino tenere), mentre le voci superiori si muovevano per note più brevi. Questo tipo di cantus firmus fu la base delle prime forme di polifonia, come l'organum e la clausula, il mottetto due-trecentesco e alcuni movimenti della messa.

 Nel XIII secolo il tenor si strutturò più rigidamente, ripetendo moduli meno legati alla struttura della frase originale. Con il crescere dell'importanza del mottetto nel Trecento, il tenor si fece più elaborato, finché il suo trattamento rigoroso fu esteso talvolta alle parti superiori, secondo un sistema che prese il nome di isoritmia. Il XIV secolo vide molti autori attingere a forme profane (ad esempio la chanson), e fare sperimentazioni nel trattamento, come il trasferimento del tema da una parte all'altra, o la sua dispersione tra le parti (cantus firmus migrante).

 Nel Quattrocento, tra le altre innovazioni, si cominciarono a comporre messe con più movimenti basati sullo stesso cantus firmus: dal 1440 compositori come John Dunstable produssero messe (dette cicliche) con un unico tenor in tutte le loro parti. Un'altra tecnica prevedeva l'interpolazione di nuove note tra quelle della melodia originale, producendone una versione elaborata, detta parafrasi, abitualmente affidata alla voce superiore. A partire dalla metà del secolo, con Dufay, i compositori cominciarono ad ampliare la scelta delle melodie adottate per le loro messe, ricorrendo a motivi profani, intere parti di opere polifoniche profane e infine svariate parti di altre composizioni. Ciò condusse a un nuovo trattamento del cantus firmus, in cui a dettare la struttura della composizione era il fraseggio del pezzo profano originale più che i principi dell'isoritmia. Gradualmente il materiale del cantus firmus arrivò a permeare le parti contigue e, una volta consolidatasi l'imitazione come principio strutturale, l'importanza del cantus firmus declinò.