Âm thanh của ban nhạc được coi là sự pha trộn giữa alternative rock của những năm 1980 và 1990 với hard rock của những năm 1970, tuy rằng ban nhạc thường làm cho mỗi đĩa nhạc của họ sở hữu một phong cách âm nhạc độc đáo, như Robert DeLeo mô tả.[56][57] Stone Temple Pilots cũng được mô tả là thể loại alternative metal.[58][59] Ban nhạc Aerosmith là những người có ảnh hưởng lớn đến ban nhạc nói chung, khi tay guitar Dean DeLeo thừa nhận tầm ảnh hưởng của ban nhạc đối với các bài hát như "Huckleberry Crumble" trong bản thu âm năm 2010 của họ. Steven Tyler và Joe Perry tham gia ban nhạc trên sân khấu tại một buổi biểu diễn năm 1996 ở Madison Square Garden để trình diễn các bài hát của Aerosmith như "Sweet Emotion" và "Lick and a Promise". Tất cả các thành viên ban nhạc đều là người hâm mộ Kiss vào thời thơ ấu, và trình diễn các buổi diễn tại Roseland Ballroom vào năm 1993 khi hóa trang theo phong cách Kiss. Trong khi ghi hình buổi biểu diễn VH1 Storytellers của họ, Weiland đã thừa nhận các nghệ sĩ như The Rolling Stones, Neil Young và Robert Plant là những người hùng âm nhạc của họ. Ban nhạc đã cover các bài hát của các nghệ sĩ như Beatles,[60] Led Zeppelin, The Doors, Pink Floyd, James Brown, David Bowie và Bob Marley cả khi trực tiếp và trong phòng thu.

Khi mới bắt đầu sự nghiệp, ban nhạc được coi là một phần của phong trào grunge. Bất chấp các nhà phê bình cho rằng phong cách của họ vào đầu những năm 1990 bắt nguồn từ những nghệ sĩ đương đại như Alice in Chains và Soundgarden, ban nhạc vẫn khẳng định rằng những điểm tương đồng là ngẫu nhiên, một phần là do họ có cùng những thần tượng âm nhạc từ bé. Phần lớn sự so sánh nhắm vào phong cách hát của Weiland giống với phong cách của Eddie Vedder. Weiland nói rằng phong cách thanh nhạc của anh ấy bị ảnh hưởng bởi Jim Morrison và David Bowie, cũng như là những nguồn cảm hứng chính về thời trang của anh ấy. Weiland từng được gọi là tắc kè hoa vì khả năng thay đổi giọng hát và phong cách thời trang.[61] Về sự phát triển âm nhạc của ban nhạc, Weiland đã bình luận vào năm 2014 rằng “với STP, chúng tôi chưa bao giờ đứng yên một chỗ. Chúng tôi nhận thấy rằng ngay cả những phong trào tuyệt vời cũng chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian nhất định và bạn không muốn bị coi thường, vì vậy chúng tôi đã tập trung vào những thứ khác, chẳng hạn như The Beatles là một nhóm có ảnh hưởng lớn, glam là một ảnh hưởng lớn và nó biến đổi theo thời gian. Tôi tự hào về di sản mà chúng tôi đã tạo ra và vị trí của chúng tôi giữa những đồng nghiệp khác vào thời điểm đó. " [62]

Tay guitar Dean DeLeo sử dụng cách chơi guitar nhiều lớp và nhiễu âm, trong khi tay bass Robert DeLeo lấy cảm hứng từ các thể loại như nhịp điệu và blues, nhạc phòng chờ và ragtime. Mặc dù các bản thu demo ban đầu của ban nhạc mang âm hưởng funk rock,[63] album đầu tiên của ban nhạc, Core, lại là đại diện đơn giản của grunge. Sau khi tổ chức lại phòng thu cho album thứ hai, Purple, phong cách của ban nhạc đã phát triển, lấy ảnh hưởng từ psychedelic rock, nhạc đồng quê và jangle pop. Ban nhạc tiếp tục chuyển sang nhiều thể loại và ảnh hưởng khác nhau; ví dụ: các bài hát như "And So I Know" trên Tiny Music... có nhạc tố bossa nova nổi bật. Về sự phát triển âm hưởng của ban nhạc, Weiland nhận xét rằng "sự chuyển đổi từ Core đến trước khi chúng tôi nghỉ ngơi, khi tôi bắt đầu với Velvet Revolver, là rất lớn."

Weiland là người viết lời nhạc chính của ban nhạc. Phong cách của anh ấy thay đổi theo sự phát triển của ban nhạc; phần lớn lời bài hát trong Core được viết về các vấn đề xã hội như tôn giáo, lạm dụng quyền lực và sự tách biệt. Đĩa đơn đột phá của ban nhạc "Sex Type Thing" đã gây tranh cãi giữa các nhà phê bình về lời bài hát của nó, một số giải nghĩa nó là sự khuyến khích hiếp dâm hẹn hò.[64] Weiland có chủ ý cho nó là một đĩa nhạc vinh danh nữ quyền, với phần lời được viết để chế nhạo người kể chuyện. Khi Weiland bắt đầu đối mặt với việc lạm dụng chất kích thích, lời bài hát của anh ấy chuyển sang mang tính cá nhân và phức tạp hơn; những bài hát như "Interstate Love Song" đề cập đến hậu quả của chứng nghiện ngập của anh đối với mối quan hệ của anh với người vợ kế của anh, Janina. Lời bài hát cho album thứ tư của ban nhạc được viết để mang lại cái kết cho cuộc hôn nhân và chứng nghiện heroin của anh. Sau sự tái hợp của ban nhạc vào năm 2008, Weiland một lần nữa tiến triển với tư cách là một nhạc sĩ, giải thích: "[Vào] những năm 90, tôi đã cảm thấy quá áp lực với chứng nghiện heroin của mình, nên rất nhiều điều chỉ là theo quan điểm của riêng tôi. Bây giờ, tôi có xu hướng nhìn vào một số người vĩ đại như Leonard Cohen và Bob Dylan. Tôi nhìn vào cách kể chuyện của họ [và] tôi cố gắng kể chuyện. Mỗi bài hát không nhất thiết phải được viết một cách đầy tự sự về cảm giác của riêng tôi vào ngày hôm đó. "