멜로딕 데스 메탈의 핵심은 공격적인 리듬 기타와 선율적인 리드 기타의 결합이다. 기타는 빠른 얼터네이트 피킹과 팜 뮤트, 트레몰로 피킹을 활용해 강렬한 리프를 형성하면서도 마이너 스케일과 자연단음계, 화성단음계 등을 이용해 서정적인 멜로디를 만들어낸다. 특히 두 대의 기타가 3도와 6도 등의 화성 간격으로 연주하는 트윈 기타 하모니는 장르의 대표적인 음악적 특징이다. 아이언 메이든(Iron Maiden)과 주다스 프리스트(Judas Priest) 등 전통적인 헤비 메탈 밴드의 영향을 받은 이러한 연주 방식은 데스 메탈의 무거운 사운드에 명확한 선율적 정체성을 부여한다. 밴드에 따라 빠르고 날카로운 리프를 강조하거나 느리고 서정적인 기타 멜로디를 중심으로 음악을 전개하기도 한다.

드럼은 빠른 더블 베이스 드럼과 스래시 메탈에서 유래한 리듬, 블래스트 비트, 중간 템포의 묵직한 그루브를 폭넓게 활용한다. 전통적인 데스 메탈보다 리듬 구조가 비교적 명확하고 선율적인 기타 연주를 뒷받침하는 경우가 많지만, 일부 밴드는 복잡한 박자와 급격한 템포 변화를 적극적으로 사용한다. 보컬은 낮은 데스 그로울부터 높은 음역의 거친 스크리밍까지 다양하며, 대부분의 초기 작품에서는 극단적인 보컬 스타일을 유지한다. 이후 일부 밴드는 클린 보컬과 멜로딕한 후렴구를 도입해 음악적 접근성을 높였다. 키보드와 신시사이저 역시 분위기를 확장하거나 기타 멜로디를 보완하는 데 사용되며, 칠드런 오브 보돔처럼 기타와 키보드가 빠른 솔로를 주고받는 방식도 나타난다.

작곡에서는 강렬한 기타 리프와 기억하기 쉬운 멜로디의 균형이 중요하다. 전통적인 데스 메탈이 복잡한 리프의 전개와 극단적인 공격성을 강조하는 경우가 많다면, 멜로딕 데스 메탈은 반복적인 기타 테마와 명확한 곡 구조, 감정적인 멜로디를 통해 음악적 몰입감을 높인다. 가사에서는 죽음과 인간의 내면, 사회적 갈등, 전쟁, 자연, 신화, 철학, 상실과 고독 등 다양한 주제를 다룬다. 아몬 아마스는 북유럽 신화와 역사적 전투를 서사적으로 표현하며, 인섬니움은 우울함과 자연, 인간의 존재에 관한 시적인 가사를 중심으로 음악을 발전시켰다. 음향적으로는 선명한 기타 하모니와 강한 디스토션, 정교한 드럼 프로덕션이 강조되며, 이러한 특성은 현대 메탈코어와 프로그레시브 데스 메탈에도 지속적인 영향을 미치고 있다.