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最初のカラオケ装置は「8ジューク」という名称で、1971年に井上大佑という一人のバンドマンによって発明された。

その発端は、なじみの客からの「社員旅行で使いたいので、伴奏だけを入れたテープ(＝カラオケテープ)を作って欲しい」という依頼で、彼はそこから潜在的な需要に気づいた。そこで8トラックのカラオケテープを作り、コインボックス式の再生装置に入れて、スナックなどに置くこととした。当時の料金は5分で100円だった。

8トラックのテープを使い、また曲にアレンジを加えて長さを調整することで、1本のテープに何曲も入れることができ、また、できるだけ早く頭出しが出来るようになっていた。1曲は3〜4分になるように調整されており、1曲目を気分よく歌ったあと、2曲目の途中で次のコインを投入する必要が出てくるため、客はついつい100円玉を景気よく使ってしまう……というパターンが生まれた。

また、カラオケというビジネスモデルが成功した理由のひとつとして、このときリースを導入したことが挙げられる。新譜が次々と出る状況で毎回テープを購入していては店が大変だろうという配慮からと言われているが、それが今日に続く隆盛の原動力の一つとなった。

技術としては様々な変遷があるものの、カラオケという装置およびビジネスモデルは井上がセットで生み出したことになるが、彼は特許を取得していなかった。もし特許を取得していたとしたら、年に100億円の特許権収入が発生するという試算もある。

彼は後にタイム誌の「今世紀、アジアにもっとも影響のあった人物20人」という特集(1999年)の中で「毛沢東やガンジーがアジアの昼を変えたならば、井上はアジアの夜を変えた男だ」と紹介された。 また2004年10月1日(JST)、井上にイグノーベル賞(平和賞)が贈られた。

本来、伴奏部分だけのものがカラオケであるが、練習用ということでヴォーカル部分を含んで再生可能な機能を持つカラオケシステムも多数ある。歌う側にあわせてキーを変化させたり、スピードを調整したり、また、男性の声を女性の声に、女性の声を男性の声に変換させたりすることも可能となっている。カラオケ演奏機がゲーム機能や点数をつけたりする機能を備えている場合もある。

カラオケ演奏機は、本体にあるボタン、つまみで操作するほか、通常はリモコンでも操作可能である。選曲は、歌曲を歌手別あるいは歌詞の出だし順に並べた本で、曲名の索引なども参照して、歌いたい曲に割り当てられた番号を検索し、その番号を機械に入力することにより行われる。

当初は、歌詞カードや歌詞の書かれた本を見ながら歌っていたが、現在ではモニターに歌詞が字幕スーパーの形で表示され、歌う部分を色を変えて示す仕組みになっている。

近年は歌唱にとどまらず、ブレーンの吹奏楽CD「マイナス・ワン」シリーズのように特定の楽器のソロパートを除いた「楽器演奏用のカラオケ」も現れている。

カラオケは、スナックなどの飲食業者の店舗や、ホテルの宴会場などに置かれることが多かった。現在では、カラオケを専門的に提供する、カラオケボックスという事業形態が盛んになっている。

カラオケボックスでは、受付で利用予定時間を告げ、操作用のリモコンなどを受け取ると、機器を備えた個室に案内される。照明を暗くしたり、ミラーボールなどの演出が施され、アルコール類を含む飲食が可能である。個室のドアは、防犯上の理由からその一部にガラスがはめ込まれている。利用料金は、時間と人数により積算される。

カラオケは、学生のコンパやサラリーマンなどの懇親会の二次会の会場としてよく利用される。

1990年代の日本でシングルCDのミリオンセラーが多発した大きな理由の一つに「カラオケで歌う歌を覚えるためにCDを買う」ということがあった。