Chủ đề của Sen và Chihiro ở thế giới thần bí chịu ảnh hưởng chủ yếu từ tín ngưỡng dân gian Thần đạo của Nhật. Địa điểm trung tâm của phim là một ngôi nhà tắm của Nhật, nơi đây tập hợp một lượng lớn các sinh vật trong tín ngưỡng dân gian Nhật Bản như kami đến tắm. Miyazaki còn trích dẫn những nghi lễ hạ chí khi dân làng gọi những loài kami địa phương của họ và mời chúng vào phòng tắm.[7] Trong phim Chihiro cũng tiếp xúc với những loài động vật và thực vật liên quan đến kami. Miyazaki lý giải điều này, "Vào thời ông bà tôi, người ta tin rằng kami hiện hữu khắp mọi nơi – trong những cây cối, dòng sông, côn trùng, ao giếng và bất cứ thứ gì. Thế hệ của tôi không có đức tin đó, nhưng tôi thích ý tưởng là chúng ta nên trân trọng mọi thứ vì những vị thần hiện hữu ở đó – chúng ta nên trân trọng mọi thứ vì có một kiểu sống tồn tại cho những thứ như vậy". Bộ phim thường được so sánh với tiểu thuyết Alice ở xứ sở thần tiên của Lewis Carroll vì cốt truyện có những yếu tố tương đồng như cùng lấy bối cảnh trong một thế giới kỳ ảo; nội dung mang sự xáo trộn tính logic và cân bằng; có các mô-típ như thực phẩm chứa những chất chuyển hóa, dù hai mảng quá trình phát triển và chủ đề đều không được chia sẻ công khai.[30] Trong các tác phẩm so sánh với Sen và Chihiro ở thế giới thần bí, Phù thủy xứ Oz được cho là có sự liên kết chủ đề chặt chẽ hơn.[31]

Chủ đề chính của Sen và Chihiro ở thế giới thần bí tập trung vào nhân vật nữ chính Chihiro và hành trình ngưỡng kích thích dưới (liminal)[lower-alpha 1] của cô thông qua cõi linh hồn. Nguyên hình của con đường dẫn sang thế giới khác phân định tình trạng của Chihiro ở một nơi nào đó giữa trẻ con và người lớn. Chihiro còn nằm ngoài những ranh giới xã hội trong bối cảnh siêu nhiên. Trong tựa đề tiếng Nhật của phim chứa thuật ngữ "kamikakushi" (nghĩa đen là "bị các vị thần mang đi") – một niềm tin dân gian của người Nhật, gán sự mất tích bí ẩn một thời gian của trẻ em hay phụ nữ. Theo nhà nhân chủng học của Nhật Bản Kazuhiko Komatsu viết trong cuốn "Kamikakushi to Nihonjin", kamikakushi không chỉ giấu đi một con người, mà còn che giấu cả lý do thực sự sau sự mất tích đó.[33] Việc sử dụng cụm từ kamikakushi kết hợp với tín ngưỡng dân gian liên quan đến nó trong phim đã củng cố thêm khái niệm của Komatsu của về lối đi ngưỡng kích thích dưới: "kamikakushi là một bản án 'tử hình xã hội vắng mặt' và cá nhân quay trở lại sau thời gian mất tích đồng nghĩa với việc 'tái sinh trong xã hội'".[34]

Phù thủy Yubaba có nhiều điểm tương đồng với nhân vật người đánh xe ngựa từ phim Pinocchio, khi cách bà phù thủy này biến người thành heo giống như cách những cậu bé trong Đảo khoái lạc bị biến thành lừa. Sau khi được nhận làm tại nhà tắm, Chihiro bị Yubaba tước mất tên thật của mình, tượng trưng cho việc giết cô bé[35] và Chihiro buộc phải tự trưởng thành. Sau đó cô bé trải qua một nghi thức chuyển tiếp (rite of passage)[lower-alpha 1] theo kiểu hành trình của người hùng (monomyth); để tái tạo lại tính liên tục với quá khứ của mình, Chihiro phải tạo ra một danh tính mới.[35] Bên cạnh việc mang ý nghĩa khái quát chủ đề tuổi mới lớn, hành động tước tên của Chihiro và thay thế bằng tên mới Sen (một cách đọc khác của từ "chi", chữ cái đầu tiên của "Chihiro" trong tiếng Nhật – có nghĩa là "một nghìn") là biểu tượng của sự chú trọng đến giá trị [và là mục đích duy nhất] của chủ nghĩa tư bản, phản ánh sự khám phá điện ảnh của chủ nghĩa này và ảnh hưởng của nó lên văn hóa truyền thống ở Nhật Bản.[36] Yubaba có phong cách ăn mặc độc đáo trong nhà tắm khi diện một chiếc váy của phương Tây và sống trong khu nhà có kiểu nội thất và bày trí từ châu Âu, đối lập phong cách tối giản kiểu Nhật trong khu nhà của các nhân viên; điều này đại diện cho ảnh hưởng của tư bản phương Tây lên Nhật Bản dưới thời Minh Trị và những thời kì sau. Thiết kế công viên chủ đề bị bỏ hoang theo kiểu Minh Trị tượng trưng cho sự thay đổi của cha mẹ Chihiro – gia đình cô đến bằng chiếc xe hơi của Audi nhập khẩu và người cha mặc một chiếc áo thun cổ bẻ của châu Âu. Khi ăn ở nhà hàng cha Chihiro trấn an cô bé rằng ông mang "thẻ tín dụng" và "tiền mặt", trước khi cả ông và mẹ cô bé bị biến thành những con heo tiêu dùng theo đúng nghĩa đen.[37] Sen và Chihiro ở thế giới thần bí còn mang bình luận chỉ trích xã hội Nhật Bản hiện đại liên quan đến xung đột thế hệ và những vấn đề môi trường. Chihiro được xem là đại diện của shōjo – một cô gái có vai trò và tư tưởng đã thay đổi đáng kể từ thời hậu chiến tranh ở Nhật.[36]

Ngay khi Chihiro tìm lại danh tính quá khứ của mình, đất nước Nhật Bản – vốn đang lo ngại về suy thoái kinh tế xảy ra trong thời gian phát hành phim – đã tìm cách tái liên hệ với những giá trị của quá khứ.[35] Trong một buổi phỏng vấn, Miyazaki cũng bình luận về yếu tố hoài cổ đối với một đất nước Nhật Bản xưa cũ.[39] Tuy nhiên, nhà tắm của những linh hồn không thể bị coi là một nơi không mơ hồ và đen tối. Rất nhiều nhân viên trong nhà tắm đối xử thô lỗ với Chihiro vì cô ấy là con người, tình trạng hối lộ cũng đang hiện hữu ở đây;[36] nó là một nơi chứa đầy sự lạm dụng và tham lam, giống như từng được miêu tả ở phân cảnh xuất hiện đầu tiên của Vô Diện.[40] Đối lập với hành trình và sự thay đổi đơn giản của Chihiro là cuộc vui hỗn loạn trá hình diễn ra triền miên xung quanh cô.[36] Có hai thí dụ đề cập đến những vấn đề môi trường trong phim. Đầu tiên là chi tiết Chihiro thỏa thuận với "linh hồn hôi thối". "Linh hồn hôi thối" thực chất vốn là vị thần của một con sông, nhưng nó đã bị rác bẩn hủy hoại đến mức không ai nhận ra nó ngay ở cái nhìn đầu tiên. Nó chỉ trở nên trong sạch một lần nữa khi Chihiro dọn dẹp một lượng rác khổng lồ, bao gồm lốp xe hơi, rác và một chiếc xe đạp. Điều này ám chỉ đến hành vi gây ô nhiễm môi trường của con người và cách họ vứt rác một cách cẩu thả mà chẳng thèm nghĩ đến hậu quả và nơi rác sẽ trôi đến. Chi tiết thứ hai chính là nhân vật Haku. Haku không nhớ tên và đánh mất quá khứ của mình – đó là lý do anh bị mắc kẹt trong nhà tắm. Cuối cùng Chihiro nhớ ra anh từng là vị thần của dòng sông Kohaku vốn đã bị hủy hoại và thay thế bằng những căn hộ. Vì nhu cầu phát triển của con người mà họ đã phá hủy một phần của tự nhiên, khiến Haku thất lạc cả nhà lẫn danh tính của mình. Chi tiết trên còn có thể được so sánh với nạn phá rừng và sa mạc hóa; con người tàn phá thiên nhiên gây mất cân bằng trong hệ sinh thái và phá hủy nơi ở của động vật nhằm thỏa mãn nhu cầu có thêm nhiều không gian hơn của họ (nhà ở, trung tâm thương mại, cửa hàng...) nhưng không hề nghĩ đến việc nó có thể ảnh hưởng đến những sinh vật sống khác như thế nào.[41] Những chủ đề phụ được biểu hiện qua Vô Diện – người phản ánh những nhân vật xung quanh gã khi học bằng ví dụ và đoạt lấy diện mạo của bất cứ ai gã tiêu thụ. Bản tính này dẫn đến sự hung hăng quái dị của Vô Diện trong nhà tắm. Khi Chihiro dùng chiếc bánh bao gây nôn để cứu Vô Diện, gã lại trở về hình dạng nhút nhát của mình. Ở cuối phim, Zeniba quyết định chăm sóc Vô Diện để gã có thể phát triển mà không chịu ảnh hưởng tiêu cực của nhà tắm.[42] Ngoài ra Miyazaki còn giải thích rằng từ gốc tiếng Nhật tên của Vô Diện – Kaonashi là một ẩn dụ về thứ ham muốn (libido) tồn tại sâu thẳm trong mỗi con người.[43]