음렬주의(音列主義, 프랑스어: Musique sérielle)는 곡을 쓰거나 분석하는 기법의 하나로, 음고·음세기·리듬과 같은 음악적 요소들을 어떤 음렬(series)에 따라 음렬이 반복될 때까지 한 번씩 순서대로 쓰는 음악 기법을 말한다. 이는 20세기 현대음악의 주요 작곡 기법 중 하나로, 기존의 조성(調性) 체계를 탈피하여 음악을 구성하는 여러 요소들을 사전에 정해진 순서(음렬)에 따라 배열하는 방식이다.
음렬주의의 기원은 20세기 초 유럽에서 조성에 기반한 기존 음악 형식을 벗어나려는 움직임에서 비롯되었다. 제1차 세계 대전 직후, 아르놀트 쇤베르크(Arnold Schoenberg)가 피보나치 수열에서 영감을 받아 12음렬 기법(12-tone technique)을 창안하였고, 그를 중심으로 한 제2 빈 악파(Second Viennese School)의 안톤 베베른(Anton Webern)과 알반 베르크(Alban Berg) 등이 이를 발전시켰다. 쇤베르크는 음높이(音高)에만 순열을 규정하였으나, 베베른은 리듬까지 순열화하여 음렬주의의 범위를 확장하였다.
독일에서 나치가 집권하면서 12음렬 기법 음악은 '인종법'에 의해 '타락한 음악(Entartete Musik)'으로 분류되어 공연이 금지되었고, 쇤베르크는 1933년 미국으로 도피하였다. 제2차 세계 대전이 끝난 뒤, 올리비에 메시앙(Olivier Messiaen)의 제자들이 베베른의 곡을 분석하여 음렬주의를 더욱 발전시켰다. 메시앙은 음높이, 리듬, 셈여림(強弱), 음빛깔(音色) 등의 모든 요소를 순열적으로 사용하여 개개 음의 속성을 모든 면에서 고정화시켰다.
이후 카를하인츠 슈톡하우젠(Karlheinz Stockhausen), 피에르 불레즈(Pierre Boulez), 장 바라크(Jean Barraqué), 마리오 다비도프스키(Mario Davidovsky) 등이 대표적인 음렬주의 작곡가로 활동하였다. 슈톡하우젠과 불레즈 같은 젊은 작곡가들은 나치의 억압을 받았던 음렬주의를 파시즘에 대한 저항으로 여겼다. 음렬주의는 이후 우연성 음악(aleatoric music)과 같은 '과정에 의한 음악'의 발달에도 영향을 주었다.
음렬주의는 12음 기법(12-tone technique)을 대표적인 하위 기법으로 포함하며, 더 나아가 음악의 모든 요소(음고, 리듬, 셈여림, 음색 등)를 통제하는 '총렬주의(Total Serialism)'로 발전하였다. 음렬주의는 단순한 작곡 기법을 넘어 하나의 음악 철학이자 세계관으로 간주되기도 한다.