Dans cette œuvre, Stockhausen abandonne le sérialisme total du début des années cinquante pour une approche non moins systématique. Avec Zeitmasse (littéralement : mesures du temps), Stockhausen réussit en effet à rendre indépendants les tempi de certains groupes d'exécutants vis-à-vis du chef qui les dirige. Cinq sortes de tempi sont utilisés, chacun pouvant être qualifié comme suit :

• métronomiquement précis et égal : 12 degrés de vitesse peuvent alors être utilisés, répartis entre le alla breve et la mesure à 4 temps ;
• aussi vite que possible : la rapidité est ici directement dépendante des particularités de l'instrument (en principe le basson ne peut pas jouer aussi vite que la flûte) et de l'agilité de l'exécutant lui-même (un bassoniste donné peut jouer plus vite qu'un autre bassoniste) ;
• aussi lent que possible : sont concernées les phrases musicales qui peuvent être jouées d'un seul souffle. Les autres exécutants proportionnent alors leur tempo à la vitesse établie par l'instrument concerné ;
• rapide devenant lent : l'exécutant doit commencer aussi vite que possible et ralentir graduellement jusqu'à parvenir au quart de la vitesse originale ;
• lent devenant rapide : indique bien entendu l'inverse.

Des combinaisons variées de ces indications se produisent aussi bien successivement que simultanément.

L'originalité principale des Zeitmasse est la richesse polyphonique particulièrement développée grâce à la superposition et l'entrecroisement de ces pulsations variables.