"Only girl " được viết bởi Crystal Johnson, Mikkel S. Eriksen, Tor Erik Hermansen và Sandy Wilhelm. Bài hát được sản xuất bởi Stargate và Sandy Vee. "Only Girl" là một bài hát dancepop với nhịp điệu nhanh và âm át trong đó kết hợp các yếu tố của Europop trong nhạc nền.[2][3] Bài hát có nét đặc biệt với những tiếng bass nặng và việc sử dụng mạnh mẽ các âm synths[3], trong khi điệp khúc của bài hát kết hợp những nhạc nền dance club quyến rũ.[2] Đoạn thứ hai của bài hát này mang những nhịp điệu bass rộn ràng và đoạn giang tấu đã được mô tả như là một "vương quốc của thú vui xác thịt".[4] Giọng của Rihanna trong bài hát được mô tả là rất "quyến rũ" và gợi nhớ một "phiên bản mạnh mẽ hơn sexy hơn" của cô vào năm 2007, với single " Don't Stop the Music ".[3] Theo bản nhạc được xuất bản tại Musicnotes, bài hát được viết với nhịp 4/4 và một nhịp độ vừa phải trong 126 nhịp mỗi phút. Bài hát được viết bằng giọng F-thăng thứ (mặc dù điệp khúc là B thứ) và giọng hát của Rihanna trong bài hát mở rộng từ nốt F thăng 3 đến nốt D 5.[5]