Là một album R&B và neo soul,[25][26] Channel Orange có phong cách âm nhạc khác thường,[27] chịu ảnh hưởng từ các thể loại âm nhạc ảo giác,[28] pop-soul,[29] jazz-funk,[30] và electro-funk.[31] Sobhi Youssef của Sputnikmusic nhận định rằng, dù phần sản xuất của album "xuất phát từ một chuỗi những ảnh hưởng từ âm nhạc đại chúng cổ điển và hiện đại", chúng được sử dụng "nằm trong những sự tiết chế của R&B mà không có bất kỳ thể loại đơn lẻ nào nắm quyền chiếm lĩnh."[32] Những ca khúc trong album được đặc trưng bởi việc sử dụng organ điện tử, bộ gõ câm (muted percussion),[33] phối khí theo không gian,[34] những giai điệu bất thường, phần nhạc nền luôn biến đổi,[35] bộ tổng hợp chuyển thế (shifting synthesizers),[28] tiếng ghita rung ngân mạnh, chơi theo kiểu vamp,[13] và các hiệu ứng điện tử tạo cảm giác mơ màng như sử dụng reverb (hồi âm) của nhạc dub.[35] Hầu hết ca khúc sử dụng nhịp trống với tốc độ trung bình,[28] dù những ca khúc mang tính suy ngẫm nhiều hơn thì sử dụng nhịp chậm hơn.[4] Các nhà phê bình cũng so sánh Channel Orange với âm nhạc của Prince,[31][33][36] Shuggie Otis,[37][38][39] và Stevie Wonder,[28][37][40] đặc biệt cách chơi keyboard và những thay đổi hợp âm như trong Innervisions (1973).[16][35][36] Chris Richards của tờ The Washington Post viết rằng album "tái tưởng tượng sự nhạy cảm về giai điệu của Marvin Gaye và Stevie Wonder và cấu trúc bài hát lãng đãng bay hơi của D'Angelo, Maxwell và Erykah Badu".[41] Melissa Locker của tạp chí Time cũng chỉ ra những yếu tố mang tính khoa trương của nhạc kịch như như "những giai điệu ám ảnh" mà tương tự như album năm 2007 của The-Dream Love Hate.[27] Phil Nacionales của URB so sánh phần phối khí của album với những tác phẩm cùng thời ở thể loại alternative hip hop và cho rằng album phản ánh "chính trị, văn hóa, lý tưởng, tính âm nhạc và nghệ thuật" trong "kỷ nguyên 808's and Heartbreaks" của nhạc hip hop.[42]

Channel Orange nhìn chung lỏng lẻo về cách thức,[43] mang tính mơ màng, và phần âm nhạc tinh tế lại ít chú trọng đến tính giai điệu và bắt tai như Nostalgia, Ultra.[4][33] Robert Christgau cho rằng, khi không phụ thuộc vào sample (đoạn nhạc mẫu) như tác phẩm trước, "Ocean từ chối việc phô trương bản thân anh ta - chống lại việc sử dụng phần hook gây nghiện, nhịp điệu nhanh, và những phần falsetto vượt mức thông thường."[44] Trong album Ocean, người có chất giọng baritone (nam trung),[45] đã hát đầy diễn cảm một cách không chủ đích,[4] với flow không có thể thức cố định,[46] hát những quãng trầm thủ thỉ tựa như trò chuyện,[47] đi cùng những khoảng falsetto (giọng mái) và tenor (nam cao) xen kẽ.[11] Giống với Nostalgia, Ultra,[48] Channel Orange có phần dạo giữa mang những âm thanh của organ, tiếng sóng, tiếng cassett,[27] tiếng cửa xe ô tô,[49] tiếng lướt kênh tivi, tiếng ồn trắng,[37] và cả tiếng hội thoại.[50] Chúng được lấy cảm hứng từ điện ảnh,[13] với chất lượng âm thanh analog, và một số kết thúc một cách đột ngột.[16] Các cây bút phân tích rằng chúng là đại diện cho khoảng thời gian chú ý ngắn ngủi của những người nghe,[37] hay những thời khắc trong cuộc đời của Ocean,[34] sự méo mó trong tâm hồn anh,[51] hoặc cảm giác hoài niệm thoáng qua,[52] việc chịu cảm hứng từ hội chứng cảm giác kèm,[38] hay như sự tương phản với chất lượng âm thanh cao hơn của những ca khúc khác.[16] Jesse Cataldo của tạp chí Slant cho rằng những cảnh lướt qua này, cùng với những đoạn ca khúc dài tách biệt, đem đến cho album cảm giác giống như một mixtape.[52]