Fantasia, auch Fantasie oder Phantasie genannt, ist in der Musik eine Komposition frei in Form und Inspiration, normalerweise für einen Instrumentalsolisten; im England des 16. und 17. Jahrhunderts wurde der Begriff besonders für Fugenkompositionen (d. h. auf der Grundlage von melodischer Imitation) für Konsortien von Streich- oder Blasinstrumenten verwendet. Frühere Phantasien aus dem 16. Jahrhundert für Laute oder Keyboard bestanden aus kurzen Abschnitten, die auf einem oder mehreren musikalischen Motiven beruhten. In England hatte die Phantasie oder Phantasie für Keyboard, Laute oder Viola zur Zeit von Henry Purcell (1659-95) eine späte Blütezeit.
Im 17. und frühen 18. Jahrhundert in Deutschland reflektierte die Orgel Fantasia diesen improvisatorischen Charakter, im direkten Kontrast zu der sonst üblichen stark strukturierten Fuge. Die Freiheit von Form und Ausführung blieb in den Fantasien von Carl Philipp Emanuel Bach (1714-88), Mozart, Beethoven und Franz Schubert bestehen, von denen einige auch das fugale Element behielten. Robert Schumann in seiner Fantasie, Opus 17 (1836), und Frédéric Chopin in seiner Fantasie in f-Moll (1840) behielten die Tradition einer einzigen, in sich geschlossenen Bewegung zumindest äußerlich bei.
Spätere Werke, darunter auch Arnold Schönbergs “Phantasie für Violine und 
Klavier” (1949), erinnern häufig an die in der Renaissance und Frühbarock vorherrschende Gliederung. Die komplexen Tastaturfantasien von J.S. Bach (z. B. Chromatische Fantasie und Fuge, ca. 1720) hingegen inspirierten ähnliche Werke von Franz Liszt und Max Reger. Einige Komponisten haben die Fantasie für ihre beschreibenden Möglichkeiten ausgenutzt, darunter John Mundy, der eine Fantasia über das Wetter schrieb, und Pjotr Iljitsch Tschaikowsky, der 1876 seine symphonische Fantasie Francesca da Rimini komponierte. Besonders der romantischen Phantasie diente die Fantasia von Anfang an als Mittel zur instrumentalen Ausarbeitung von Vokalmusik (z.B. Schuberts “Wanderer” -Fantasie 1822, basierend auf einem seiner eigenen Lieder, und Ralph Vaughan Williams ‘Fantasia on “Greensleeves” 1934).