De filmmuziek werd gecomponeerd door John Barry en de titelsong "Thunderball" schreef Barry samen met Don Black en werd gezongen door Tom Jones. De nummers "Cafe Martinique" en "Mr. Kiss Kiss Bang Bang" schreef Barry samen met Leslie Bricusse. Oorspronkelijk was het nummer "Mr. Kiss Kiss Bang Bang" bedoeld als titelsong maar werd alsnog vervangen door de huidige titelsong ("Thunderball") die Barry en Black op het laatst moment nog schreven. De eerste song werd nog wel toegevoegd als instrumentaal nummer. In 1966 behaalde het album de tiende plaats in de Billboard 200.