Am 2. April 1928 meldete Martenot seine Erfindung zum Patent an. Sein Instrument funktioniert nach dem Prinzip des sogenannten Schwebungssummers, einem Gerät, mit dem Sinusschwingungen niedriger Frequenz erzeugt werden. Die Tonhöhe wird von der rechten Hand über einen Ring oder eine Tastatur gesteuert, die linke Hand regelt Lautstärke und Klangfarbe.
Mit ihren mal sphärischen, mal schrillen Klängen werden die Ondes Martenot gerne in der Filmmusik eingesetzt, insbesondere in Science Fiction- und Horror-Filmen, wo sie unheimliche Stimmungen erzeugen. Aber auch in der klassischen Musik wird das Instrument geschätzt. So verwendete es Olivier Messiaen in seiner Oper «Saint François dAssise» oder Arthur Honegger in «Jeanne dArc au bûcher».
Für den Bau seines Instrumentes liess sich Maurice Martenot von Lew Termen anregen, dem Erfinder des Theremin, welches ebenfalls ein Vorläufer des Synthesizers ist. Die eigentliche Inspiration aber waren glissierende Radiowellen, die Martenot als Funker im Ersten Weltkrieg tagtäglich hören musste.
