James Tenney zag componeren als het bedrijven van wetenschap en ging voortdurend op onderzoek uit. Hij experimenteerde met alternatieve stemmingen, met stochastische muziek, met live-electronics. In de jaren zestig verrichtte hij pionierswerk met door computers gegenereerde muziek.
Kenners zijn het erover eens dat Changes: Sixty-Four Studies for Six Harps uit 1984 een mijlpaal in Tenney’s oeuvre is, niets minder dan een van de belangrijkste microtonale stukken uit de twintigste eeuw. Niet vaak komen zes harpisten samen om delen uit deze cyclus te spelen. De etudes stellen hoge eisen. Harry Partch verdeelde het octaaf onder in 43 tonen; James Tenney stelde zijn stofkam nog fijner af en haalde 72 tonen uit het octaaf.
In een interview vertelde Tenney dat het schrijven van Changes enorm motiverend voor hem was geweest, omdat hij een eigen stemming met een geheel nieuwe notatie kon creëren. De microtonaliteit komt tot stand doordat elke harp anders is gestemd: de eerste harp staat in de standaardstemming, de tweede harp een/zesde van een halve toon hoger enzovoorts. Elke etude is een verklanking van één van de 64 hexagrammen uit de I Ching. Ieder hexagram bestaat uit drie keer twee hele of onderbroken lijnen. Tenney vertaalde die hexagrammen naar klinkende muziek door de bovenste twee lijnen de dynamiek te laten bepalen, de middelste de dichtheid van de klanktextuur en de onderste de toonhoogte. Elke etude vloeit geleidelijk over in de volgende, zodat een tussengebied ontstaat waarin twee hexagrammen op elkaar inwerken. Een fascinerend luisteravontuur.
In 1982 schreef James Tenney met Harmonium no. 3 een bescheiden opmaat naar Changes. Ook in dit stuk van vijf minuten voor drie harpen zijn de instrumenten verschillend gestemd. Omdat de twee alternatief gestemde harpen zich harmonieus voegen in de boventonen van de middelste harp, klinkt dit stuk vertrouwder dan Changes. De compositie bestaat uit gebroken akkoorden waarvan elke harpist telkens één noot speelt. Elke arpeggio klinkt dus over meerdere harpen. De arpeggio’s waaieren steeds breder uit, wat van de harpisten een bijna bovenmenselijk gevoel voor timing vraagt.
Ook het solostuk August Harp uit 1972 heeft een experimentele inslag. Daarin moet de harpist aan de hand van een toonladderfiguur van vier noten zo veel mogelijk combinaties van pedalen op de harp gebruiken. Het stuk eindigt als de harpist alle mogelijkheden heeft uitgeput.