Il était commun, dans l'entre-deux-guerres, de voir les places sur la grille décidées par tirage au sort. Mais en 1950, à la naissance du Championnat du monde de Formule 1, la pole position (terme venant des courses hippiques) était attribuée selon les meilleurs temps établis lors des séances précédant la course.
Même si des variations ont pu exister, de 1950 à 1995 les qualifications ont eu lieu sur deux séances : une le vendredi et une le samedi, sans aucune restriction d'essence. Il y eut même parfois des pré-qualifications afin de réduire le nombre de participants aux épreuves. La pole était quoi qu'il en soit attribuée au pilote ayant effectué le temps le plus rapide des deux sessions.
Les 500 Miles d'Indianapolis ayant fait partie du Championnat du monde de Formule 1 entre 1950 et 1960, il faut les évoquer même si le règlement technique en vigueur était totalement différent de celui qui avait cours sur les autres épreuves du calendrier. Pour faire simple, tous les pilotes devaient faire quatre tours et c'est la moyenne de ces boucles qui était retenue (ce dernier point n'a pas changé). Ensuite, sur la grille, l'ordre était le suivant : les pilotes qualifiés le premier jour, puis ceux le deuxième, puis ceux le troisième. Le quatrième jour voyait le Bump Day, journée qui permettait des pilotes ne s'étant pas qualifiés précédemment de chasser de la grille de départ les derniers qualifiés.
Le format avec deux séances avait l'inconvénient d'être très peu spectaculaire, surtout si les conditions météo s'en mêlaient le samedi. Alors en 1996, le règlement change : les pilotes n'ont plus qu'une seule séance d'une heure et un maximum de 12 tours chronométrés pour signer la pole.
Cependant, cette méthode avait un défaut : avec un temps de piste relativement important pour effectuer 12 tours, les écuries, voulant profiter des meilleures conditions de piste, attendaient parfois très longtemps pour se lancer dans l'exercice, dans l'attente que d'autres nettoient la trajectoire. Il sera abandonné fin 2002.
En 2003, une solution radicale est adoptée : chaque pilote va disposer d'un seul tour lancé et chronométré pour décider de l'ordre de départ ! Cette solution assurait donc l'action en piste et de la couverture pour les petites écuries.
Une première séance avait lieu le vendredi, en un tour, pour décider de l'ordre de la séance du samedi, qui allait elle permettre de constituer la grille. Petite subtilité : la séance du samedi devait être faite avec la quantité d'essence prévue pour la course. Ce système créait forcément un désavantage soit pour les premiers partants, soit pour les derniers, en fonction des conditions de piste et climatiques.
Le changement paraît mince mais en réalité, il a ouvert une boîte de Pandore. En effet, à partir de 2004, le système est modifié et les deux séances se tiennent le samedi. L'ordre de la première dépend du classement du GP précédent.
Mais les sessions sont si rapprochées que des manipulations peuvent désormais avoir lieu en fonction des prévisions météo. Ainsi, Michael Schumacher reconnaîtra avoir volontairement commis une faute lors de la première séance du GP de Grande-Bretagne pour avoir une meilleure position de départ lors de la seconde, où les derniers partants allaient vraisemblablement être pénalisés par les conditions météo.
En conséquence, de nouvelles modifications furent décidées. Les deux séances sur un tour étaient maintenues mais la première le samedi après-midi, avec peu d'essence, et la seconde le dimanche matin, avec le carburant pour la course. L'addition de deux temps donnait donc l'ordre de la grille.
Au bout de six courses, le format des temps additionnés est abandonné car il n'apporte rien au spectacle le samedi après-midi. Désormais, pour les 13 derniers GP de 2005, une seule séance est organisée, avec des pilotes s'élançant selon un ordre défini par la position d'arrivée de la course précédente.
Pour 2006, les qualifications redeviennent un exercice sur plusieurs tours. Le système mis en place divise la séance en trois parties, avec une élimination progressive de plusieurs pilotes à la fin des deux premières (Q1 et Q2) pour en laisser dix se disputer la pole dans la Q3. Le système fonctionne rapidement auprès des acteurs et spectateurs de la discipline.
Cependant, il demeure complexe à certains égards : en effet, en Q3, les pilotes doivent s'élancer avec la quantité d'essence pour la course mais un système de crédit d'essence est mis en place pour encourager les voitures à faire plusieurs tours. Dans les faits, les pilotes passaient surtout le début de la Q3 à brûler de l'essence pour en récupérer en vue de la course.
En 2008, le système est légèrement modifié. Désormais, les écuries ne pourront pas ajouter d'essence après la Q3, mettant de fait fin à la période de "brûlage d'essence".
En 2010, la F1 interdit les ravitaillements en essence. Les pilotes peuvent donc désormais réaliser les qualifications avec peu d'essence, toujours sur le même mode avec Q1, Q2 puis Q3.
Pour redonner un coup de fouet à l'exercice des qualifications, la F1 décide de modifier le format par élimination tout en gardant sa structure. Désormais, les pilotes disposent en Q1, Q2 et Q3 d'une fenêtre de cinq minutes pour effectuer un temps après laquelle le pilote le plus lent est éliminé toutes les 90 secondes.
En théorie, le système paraît prometteur. Mais en pratique c'est un désastre : non seulement le suspense n'existe pas mais en Q1 et en Q2, les pilotes les plus rapides signent vite un temps avant de rentrer, ne laissant que peu de voitures en piste (car la plupart sont éliminées) à la fin de chaque partie. Après Melbourne, une seconde chance lui sera donné à Bahreïn mais il sera finalement abandonné pour revenir au système qui a cours depuis 2010 dès le GP de Chine 2016.
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