"Shape of You" là một bài hát thuộc thể loại pop,[12] dancehall[13] và tropical house.[14][15] Trong bài hát, Sheeran hát về một tình cảm vừa chớm nở trên nền nhạc tạo từ đàn marimba.[16] Theo NT News, bài hát "kể về câu chuyện Sheeran phải lòng một cô gái trong quán bar nơi mà anh và bạn bè đang nâng chén."[17] "Shape of You" được viết ở khóa C♯ thứ với nhịp độ 96 nhịp một phút. Bài hát được sáng tác với nhịp 4
4, chùm hợp âm C♯m–F♯m–A–B (I–IV–VI–VII), trong đó quãng giọng của Sheeran là từ G♯3 tới G♯5.[18]

Nhịp điệu trữ tình của bài hát có phần giống với tác phẩm "No Scrubs" của TLC, đặc biệt là ở đoạn tiền điệp khúc.[19] Vì lý do này nên các tác giả "No Scrubs" gồm Kandi Burruss, Tameka "Tiny" Cottle và Kevin "She'kspere" Briggs được tính là đồng tác giả của "Shape of You".[19]