"A Thousand Suns" debut vị trí số 1 trên nhiều bảng xếp hạng, trong đó có US Billboard 200[6] nhưng album chỉ tiêu thụ được 241.000 bản vào tuần đầu tiên, trong khi đó Meteora (2003) là 810.000 bản và Minutes to Midnight (2007) 623.000 bản. Đây cũng là album gây nhiều tranh cãi nhất của Linkin Park. Album nhận được nhiều review với nhiều ý kiến khác nhau. Rick Florino của Artistdirect đánh giá album 5/5 sao. Ông viết: "Album không giống với bất kì những gì bạn từng nghe được từ Linkin Park" và công nhận rằng Linkin Park đã tạo nên thể loại của riêng họ[7]. Ian Winwood của Kerrang! đánh giá album ở mức "excellent". Ông khen ngợi các bài hát và so sánh với album năm 1990 của Public Enemy, Fear of a Black Planet[8]. Trong khi đó, Johnny Firecloud - Antiquiet đã chỉ trích album và gọi đó là "trò hề cường điệu". Stephen Thomas Erlewine - Allmusic thì cho rằng album là "những ý tưởng tái chế" còn tờ New York Daily News chỉ đánh giá album 1/5 sao.

Đối mặt với những lời chỉ trích, ban nhạc khẳng định họ chỉ viết nên những gì họ muốn. Chester Bennington nói với MTV News: "Khi mọi người ý kiến về chất nhạc, chúng tôi biết có người thích cái này và có người không thích cái kia [...] Vì vậy chúng tôi quyết định - rất rõ ràng - rằng chúng tôi sẽ tạo nên âm nhạc mà mình thích."[9] Trước đó Mike cũng đã phát biểu: "Chúng tôi xem đó là một thử thách. Và thử thách lần này là: 'Không ai có thể thực hiện một bản thu âm như thế này, ngoài chúng tôi.'"[10]