"Thinking Out Loud" ist eine romantische Ballade von Ed Sheeran und Amy Wadge. Sheeran und Wadge schrieben sie im Februar 2014 in einer etwa 20-minütigen Sitzung, die am 4. Februar um 2:00 Uhr morgens begann. Es war der letzte Song, der für Sheerans zweites Studioalbum × (2014) aufgenommen wurde, produziert von Jake Gosling; die Aufnahme entstand am folgenden Tag in den Sticky Studios in Windlesham, Surrey. Die Texte greifen ewige Liebe und Sheerans Freundin Athina Andrelos auf. In D-Dur und mit 79 bpm sowie Einflüssen des Blue-eyed Soul gehalten, dauert die Albumversion 4:41. Journalisten verglichen Bassmuster und Schlagzeug mit Marvin Gayes "Let's Get It On" (1973). Es war die dritte von fünf Single-Auskopplungen aus ×.
Die Kritiken fielen gemischt aus, und Billboard nannte es eine "elegante Aktualisierung" des klassischen Stils. Der Song erreichte im November 2014 Platz eins in Großbritannien und war die erste Single, die ein ganzes Jahr in den britischen Top 40 verbrachte. In den USA erreichte er Platz zwei der Billboard Hot 100. Bei den 58. Grammy Awards gewann er die Auszeichnungen Song of the Year und Best Pop Solo Performance.