Sufjan Stevens là tác giả của "Mystery of Love".[3] Trong một bài phỏng vấn, đạo diễn và nhà sản xuất của bộ phim Luca Guadagnino cho biết dù ông thường tự tay lựa chọn âm nhạc cho các bộ phim của mình, ông muốn tìm một "người kể chuyện cảm xúc cho bộ phim" thông qua âm nhạc.[4] Ông cũng muốn âm nhạc phải có sự kết nối với nhân vật chính Elio, một nghệ sĩ piano trẻ thích chuyển biên và cải biên những tác phẩm âm nhạc để đưa mình đến gần hơn với người yêu của anh, Oliver.[5] Ông mô tả rằng quá trình là một thử thách do Stevens là một "người rất dè dặt trong vai trò của một nghệ sĩ". Guadagnino cuối cùng đã thuyết phục được anh thực hiện phần âm nhạc cho bộ phim và cung cấp cho anh kịch bản cũng như cuốn tiểu thuyết của André Aciman, nền tảng của bộ phim, để tìm cảm hứng.[6] Stevens cũng được truyền cảm hứng sau khi thảo luận với Guadagnino về kịch bản và các nhân vật của câu chuyện.[6] Stevens được trao toàn bộ quyền kiểm soát sáng tạo khi viết nhạc và anh rất biết ơn vì điều này. Với cơ hội làm việc lần này, anh cũng cảm ơn việc Guadagnino vì đã sẵn lòng tin tưởng người khác.[7] Dù chỉ được yêu cầu chắp bút một bài hát cho Call Me by Your Name, Stevens đã viết cho Guadagnino hai bài ("Mystery of Love" cùng với "Visions of Gideon") và chúng đều được sử dụng.[2]

The Hollywood Reporter lần đầu đưa tin về sự tham gia của Stevens trong nhạc phim của bộ phim vào tháng 1 năm 2017.[8] Tuy Stevens trước đó đã từ chối vai trò thuyết minh cho bộ phim, Guadagnino lại gọi đùa nam ca sĩ là người kể chuyện của bộ phim, nói rằng anh đã làm trọn vẹn vai trò của "một kiểu người kể chuyện mà thể hiện được chính xác tinh thần của cuốn sách [và] bộ phim, [giống như] từ câu chuyện của Elio".[9] "Mystery of Love" lần đầu xuất hiện trong trailer của Call Me by Your Name, ra mắt ngày 1 tháng 8 năm 2017.[10] Stevens đóng góp tổng cộng ba bài hát trong album nhạc phim: "Mystery of Love", "Visions of Gideon" và một bản phối lại của bài hát phát hành năm 2010 "Futile Devices", một ca khúc vốn nằm trong album phòng thu thứ sáu của anh, The Age of Adz.[11][12] Sự tham gia của anh trong Call Me by Your Name đánh dấu lần đầu tiên Stevens đóng góp cho nhạc phim của một bộ phim điện ảnh.[8] Nhạc phim của bộ phim được phát hành vào ngày 3 tháng 11 năm 2017 bởi Madison Gate Records, trong khi "Mystery of Love" lại được tự phát hành thành đĩa đơn vào ngày 1 tháng 12 năm 2017 trên các nền tảng trực tuyến như iTunes Store, dưới sự cấp phép của Madison Gate Records và Sony Classical.[13][14][15]

Vào tháng 2 năm 2018, có thông báo cho biết "Mystery of Love" được phát hành dưới dạng vật lý ở các phiên bản đĩa vinyl 10" giới hạn, như là một phần trong các sản phẩm phát hành đặc biệt của Ngày Cửa hàng Ghi âm tại Hoa Kỳ. Ngoài ảnh bìa mới lấy từ bộ phim, đĩa đơn cũng đi kèm với các ca khúc ở Mặt A và mặt B, "Visions of Gideon" và bản phối lại ca khúc "Futile Devices" của Doveman. Lượng đĩa vinyl nhập về khi đó chỉ giới hạn ở mức 10.000 bản và từng bìa bọc đĩa vinyl được gán nhãn riêng biệt.[16]