"Bad Liar", được mô tả như một "bản pop rock được xây dựng chậm rãi",[6] mở đầu mở nhịp phách từ "Psycho Killer" kèm theo chút nhạc.[7][8] Phần nhịp điệu thoáng mà có kết cấu,[9] kết hợp với những tiếng đập và vỗ tay nhanh.[10] Không giống đĩa đơn trước đó của Gomez - "It Ain't Me" với tiếng vang và cách cắt âm, giọng hát của Gomez trong "Bad Liar" lại mang tính gọn ghẽ nhưng nhấn nhá nhờ cách phối âm giúp kiềm chế giọng hát.[11][12] Ở bài hát, cô đã thể hiện được sự đa dạng trong giọng hát và nhấn mạnh sự gọn gàng.[10] Với rất nhiều chỗ cô sử dụng từ đậm acrostic và nhấn trọng âm, Gomez đã dùng cách hát-nói để hòa vào nhịp điệu.[7][11] Bài hát được viết theo kiểu verse-chorus, mặc dù nó có cả phần pre-chorus và post-chorus.[13]

Lời bài hát cho thấy Gomez đang kể lại các sự kiện nhằm trốn tránh việc thừa nhận mình đang có một đối tượng để yêu, nhưng sau đó tự nhận thấy việc đó thực sự khó khăn và tự cho rằng mình là một "bad liar" ("kẻ nói dối xấu xa").[4][7] Sau khi được phát hành, "Bad Liar" được cho là một bài hát hậu chia tay, khiến người đồng sáng tác bài hát là Justin Tranter phải giải thích trên Twitter, "Bạn đã đoán sai vài chỗ rồi, thực ra nó ["Bad Liar"] nói về việc cố gắng giấu giếm những cảm xúc kỳ diệu với một người nào đó mới lạ, nhưng lại không thể làm vậy."[14]