Keys bắt đầu thực hiện album vào tháng 5 năm 2009. Vào thời điểm này, Keys và kỹ sư âm thanh của cô mua một số bàn phím cổ điển, nói rằng Moog là "người bạn đặc biệt tốt nhất của tôi".[8] Quá trình thu âm diễn ra tại phòng thu The Oven Studios tại Long Island, New York.[9] Keys cho biết cô "không biết phải làm gì" khi bắt tay thực hiện album, chỉ biết rằng cần phải thực hiện nó.[10] Sau khi cố gắng hết sức, cô nói rằng "cuối cùng đã tìm được chìa khóa, và đó là cho phép bản thân được tự do".[10] Cô giải thích rằng album sẽ nói về những sầu muộn đã trải qua. Cô nói thêm, "Tôi thấy tự do hơn. Trước đó, tôi nghĩ rằng tôi chỉ có thể biểu hiện phần mạnh mẽ của mình. Giờ sẽ là một hỗn hợp của mạnh mẽ và thanh nhã. Một âm thanh mới, một cảm xúc mới. Đó chính là tôi ngay lúc này,"[11] Việc thu âm hoàn tất vào khoảng giữa tháng 8 và tháng 9 năm 2009. Keys miêu tả rằng cô "rất yêu thích các giai điệu", nhưng tiếp cận album trong một "khoảng tự do".[8] Các nhà sản xuất cho album bao gồm Kerry "Krucial" Brothers, Jeff Bhasker, Noah "40" Shebib và Swizz Beatz.[7]

MTV News báo cáo rằng Keys và rapper Jay-Z đã thu âm "Empire State of Mind Part 2", một phiên bản thứ hai của bài hát "Empire State of Mind", từ album The Blueprint 3 của Jay-Z.[12] Sản phẩm cuối cùng không có sự xuất hiện của Jay-Z.[13] Giữa tháng 11 năm 2009, Brothers tiết lộ trên trang Twitter rằng nghệ sĩ thu âm người Canada Drake sẽ tham gia thực hiện album.[14] Drake miêu tả những phiên thu âm với Keys là "một trong số những trải nghiệm trong phòng thu tuyệt vời nhất của cuộc đời tôi". Anh giải thích rằng "Tôi đến đó và thay vì tỏ ra như thể, 'Đây là nhạc beat đây, hãy bắt đầu làm việc đi,' cô ấy lại như thế này, 'Hãy cho tôi nghe những bài hát yêu thích của anh và cùng chiến đầu nào'... Nó gần giống như sự chuyến giao từ [lắng nghe] âm nhạc tuyệt vời thành tạo nên một bài hát — như thể, không ai chú ý đến nó, vì cô ấy bắt đầu chơi những chiếc chìa khóa còn tôi thì viết những giai điệu."[15] Keys cho biết do việc phát hành album bị lùi lại, cô đã thu âm thêm được "How It Feels to Fly", cũng như được làm việc cùng các nghệ sĩ thu âm Drake và Beyoncé, việc mà Keys mô tả là "sự hợp tác thú vị nhất trong sự nghiệp của tôi".[7][16]