Ca khúc được nhóm cùng DJ người Thụy Điển Avicii sáng tác và sản xuất, với các trợ lý Paul Epworth, Daniel Green và Rik Simpson. Bài hát được thu tại các phòng thu The Bakery và The Beehive ở Bắc Luân Đôn nước Anh – hai phòng thu lập ra riêng cho Coldplay cho việc thực hiện hai album trước đó, Viva la Vida or Death and All His Friends và Mylo Xyloto.

Bài hát bắt đầu được cho phép tải về từ iTunes Store từ ngày 2 tháng 5 năm 2014 và ba ngày sau được phát hành dưới dạng đĩa CD bởi hãng Parlophone, là đĩa đơn thứ ba để quảng bá cho album phòng thu thứ sáu sắp ra mắt Ghost Stories.

"A Sky Full of Stars" là một ca khúc nhạc dance điện tử với ảnh hưởng house,[1][2] đánh dấu mốc lần đầu tiên nhóm ra mắt một ca khúc nhạc dance.[3]

Bài hát đã được một đề cử giải Grammy hạng mục Trình diễn nhạc pop bởi bộ đôi/nhóm nhạc xuất sắc nhất.

Một video âm nhạc của bài hát do Mat Whitecross đạo diễn đã được phát hành ngày 19 tháng 6 năm 2014. Video chiếu cảnh ban nhạc hát bài hát, được quay tại phố King Street, Newtown, ngoại ô Sydney, Úc.