"Thinking Out Loud" é uma balada romântica escrita por Ed Sheeran e Amy Wadge. Sheeran e Wadge a compuseram em fevereiro de 2014, numa sessão de cerca de 20 minutos que começou às 2h da manhã de 4 de fevereiro. Foi a última canção gravada para o segundo álbum de estúdio de Sheeran, × (2014), produzido por Jake Gosling, e foi gravada no dia seguinte nos Sticky Studios, em Windlesham, Surrey. A letra baseia-se no amor eterno e na namorada de Sheeran, Athina Andrelos. Em ré maior, a 79 bpm, com influências de blue-eyed soul, a versão do álbum dura 4:41. Jornalistas compararam o seu padrão de baixo e a bateria a "Let's Get It On" de Marvin Gaye (1973). Foi o terceiro de cinco singles extraídos de ×.
A recepção crítica foi mista, e a Billboard chamou-lhe uma "atualização elegante" do estilo clássico. A canção chegou ao primeiro lugar no Reino Unido em novembro de 2014 e foi o primeiro single a passar um ano inteiro no top 40 britânico. Nos Estados Unidos, atingiu o segundo lugar da Billboard Hot 100. Nos 58.º Grammy Awards, venceu as categorias Canção do Ano e Melhor Performance Pop Solo.
