"Joanne" là một bản ballad nhạc đồng quê acoustic,[7][8][9] được Stephen Thomas Erlewine từ AllMusic tuyên bố rằng nó đã "nháy mắt" với bài hát "Jolene" của Dolly Parton (1973).[10] Trong một cuộc phỏng vấn với Zane Lowe trên đài phát thanh Beats 1, Gaga tiết lộ rằng bài hát được thu âm chỉ trong một lần thu.[11] Bài hát được viết ở nhịp common time (tức nhịp hay 4
4) với một nhịp độ chậm vừa phải là 74 nhịp một phút. Bài hát được sáng tác ở âm điệu Sol trưởng, với cao độ của giọng hát Gaga kéo dài từ nốt E3 (tức nốt Mi) đến nốt D5 (tức nốt Rê). Chùm hợp âm của Joanne gồm một dãy các nốt cơ bản là Đồ–Rê–Em (tức nốt Mi)–Đồ–Đồ/Si–Am7 (tức nốt La)–D trong phần điệp khúc và Sol–Đồ–Rê–Sol–Đồ–Rê trong phần lời còn lại.[12] Phiên bản bài hát trong album kéo dài 3 phút 16 giây[13] trong khi phiên bản piano thì có độ dài là 4 phút 39 giây.[14]

Là đĩa đơn thứ ba của album nhưng "Joanne" lại là đĩa đơn đầu tiên làm cho nhịp độ tổng thể của album bị chậm lại. Tác phẩm mang tính chất "trần trụi", cùng với nó là giọng hát của Gaga đi kèm với một cây đàn guitar.[15]