808s & Heartbreak là một bước ngoặt triệt để so với các album hip hop trước đây của West.[19] 808s & Heartbreak phần lớn tạo thành từ bộ synthesizer ảo, máy đánh trống Roland TR-808 và giọng hát xử lý auto-tune một cách rõ ràng.[20] Các bài hát trong album sử dụng đầu vào là các phần máy đánh trống và dòng synth-bass.[20] Chuỗi đầu vào, một sản phẩm của các thiết bị analogue cổ điển có hạn chỉ để thu âm 16 nốt riêng lẻ, từng thịnh hành trong sản xuất âm nhạc thập niên 1980,[21] nhưng cũng xuất hiện tại máy trạm kỹ thuật số.[22]

Âm nhạc của album có phần sản xuất giản dị, với những yếu tố như tiếng trống dày đặc, tiếng bộ dây ngân dài, tiếng synth vo ve và tiếng piano ảm đạm.[23] Andy Kellman của Allmusic viết về phần âm nhạc: "Một số ca khúc gần như có sự tương đồng với những album post-punk u ám như Movement của New Order và Pornography của The Cure, giống với âm nhạc rap và R&B đương đại."[23] Những yếu tố âm nhạc này giúp truyền tải tâm trạng tuyệt vọng và chán nản nhằm phản ánh chủ đề của album.[23] Hầu hết ca từ đều hướng đến một người tình cũ: West xem cách đối xử của cô ấy với mình là "câu chuyện lạnh lẽo nhất từng được kể" trong "Heartless" và trong "RoboCop", anh gọi cô là "cô gái L.A. nhỏ bé hư hỏng", trong khi so sánh cô với nhân vật phản diện trong bộ phim Misery năm 1990.[23] Ở "Welcome to Heartbreak", nhân vật của West gặp phải một cuộc khủng hoảng hiện sinh khi anh ta điềm tĩnh kể lại chuyện ngồi một mình trên một chuyến bay, phía sau một gia đình đang vui vẻ nói cười.[23] Anh cũng mong mỏi về người mẹ đã mất của mình trong bài hát kế cuối của album, "Coldest Winter", nhạc phẩm có sử dụng đoạn nhạc mẫu từ ca khúc cô đơn "Memories Fade" năm 1983 của Tears for Fears.[23][24]

Theo tác giả Kirk Walker Graves từ 33⅓, 808s & Heartbreak là một album avant-garde electropop,[25] trong khi Rolling Stone gọi đây là "album synthpop và nội tâm".[26] Theo The Independent, West né tránh âm thanh hip hop thường thấy của mình và thay vào dòng nhạc electropop theo máy đánh trống rải rác.[27] Scott Plagenhoef của Pitchfork Media phân loại album là "một đĩa nhạc electro-pop nội tâm và tối giản, đắm chìm trong sự nuối tiếc, nỗi đau và kể cả tự vấn bản thân nhiều hơn bất kỳ một album điển hình nào của Kanye West".[28] Nhà phê bình Robert Christgau gọi album là "[đĩa nhạc] chậm rãi, kì quặc và tự đắm chìm... [một] album về sự chia tay" và phân tích sự lựa chọn của West khi "rô-bốt hóa cũng như điều chỉnh cao độ giọng hát để cắt bớt tầm quan trọng của bản thân và thêm những thực thể vật chất vào trong những câu chuyện về sự cô đơn của danh vọng, mà nếu không làm thế, chúng có thể chỉ đơn thuần là những thứ đáng thương hại".[29] Christgau khẳng định rằng bài hát cuối, "Pinocchio Story" là "ca khúc duy nhất ở đây nói về điều mà thực sự làm [West] suy sụp: không phải là việc mất đi cô bạn gái mà là cái chết của mẹ anh..."[29] Phần hát của West cũng được miêu tả là "hạ thấp cao độ" và "gần như không có giai điệu", nhằm để "nhấn mạnh đến sự ngăn cách cơ khí hóa của chính anh."[23][29] Nhà văn người Canada Stephen Marche nhận xét rằng West đã sử dụng "mánh khóe âm nhạc nông cạn Auto-Tune, một chương trình được thiết kế để loại bỏ đi cá tính và sản xuất ra một album mang tính cá nhân đầy ám ảnh."[30]