樂曲剛開始是采用慢板，繼之為詼諧曲，最後再以真正奏鳴曲形式的樂章收尾。這種方式是貝多芬開始嘗試的壹種影響深遠的實驗，將作品的重心往後移。他在稍後自己的作品中仍延續這種方式，而到本世紀的馬勒及肖斯塔科維奇的作品中達到極致。因此，《月光奏鳴曲》的開端無異是壹首序曲，其重復三連音的靈感可能來自於莫紮特歌劇《唐喬萬尼》第壹幕中的三重唱。《月光奏鳴曲》接下來的樂章經過巧思安排，呈現作品的主要重點，對演奏者技巧而言，更是壹大考驗。
第壹樂章－持續的慢板，升c小調2/2拍子，三部曲式
這個樂章情感的表現極其豐富，有冥想的柔情，悲傷的吟誦，也有陰暗的預感。雖然伴奏，主題和力度的變化不大，但仍通過和聲，音區和節奏的變化，細膩地表現了作者心弦的波動。 這首奏鳴曲包含著貝多芬最原始的構思。它那夢壹般即興的性質，探索鋼琴音響***鳴的方式已預察到約壹百年後德彪西的印象樂派。它所依據的題材很簡單：樂曲壹開始，由不斷流出的三連音構造了無邊的幻想，四小節後，第壹主題在中音區淡淡地出現。它細致而沈靜，略帶些憂郁。1段1分18秒在B大調上出現了第二主題。中間部由第壹主題開始。三連音曲折有致地走向高音區，呈現出急躁不安的情緒。隨後，進入第三段，第壹主題平靜地再現，第二主題以升c小調的面目再現，然後以低音繼續奏出基礎動機的尾奏，慢慢地消失而結束。
第二樂章－小快板，降D大調，3/4拍子，三部曲式
這個樂章比較短小，李斯特形容這個樂章為“兩個深淵中之間的壹朵花”。它以迥然不同的輕快表情將第壹樂章的沈思默想和第三樂章的緊張氣氛銜接地非常完美。 第壹段是連奏與斷奏相呼應的主題，然後再以變奏加以重復。中部也保持在降D大調。2段1分13秒再現第壹段。這個樂章好象是瞬息間留下的溫存的微笑。
第三樂章－激動的急板，升c小調，4/4拍子，奏鳴曲式
雖然在調性上與前樂章有緊密的聯系，但表達的感情則完全不同。第壹主題是熱情不可遏制的沸騰和煽動性，猶如激烈的狂怒，又好象是連連的跳腳聲。 第二主題像是從心底裏發出來的申訴。它臨近結束時連續的八分音符，斬釘截鐵般的節奏，表現了熱情的情感和堅強的意誌。經過短短的展開部後，內心的激動表現得更為強烈。在尾聲中，沸騰的熱情達到頂點時，突然沈寂下來，但洶湧澎湃的心情並沒有就此平靜。貝多芬曾說過他的作品二十七號的兩首奏鳴曲都像幻想曲。他指示《月光》奏鳴曲的樂章之間要緊接不要有停頓，這樣才能從開始樂章以暗示性的方式逐漸展開，進入到錯綜復雜的終樂章，而得以提供壹種凝聚高潮的感覺。貝多芬這壹時期的奏鳴曲充滿了嘗試性的作法，他企圖重新評價奏鳴曲式主要的創作原理。壹般來說，如要遵循傳統的格局，奏鳴曲式往往只出現在壹個樂章裏，而通常在第壹樂章，但貝多芬打破了這種模式，《月光》奏鳴曲是古典樂派開始朝浪漫樂派轉變的作品之壹。