『上を向いて歩こう』は、音楽理論の観点からも極めて完成度が高い作品です。基本構成は「G - Em - C - D7」を基調とする王道のコード進行（1-6-4-5進行、いわゆるドゥーワップ進行）で構築されており、誰の耳にも心地よく馴染む安定感を持っています。
主旋律には日本古来のヨナ抜き音階（ド・レ・ミ・ソ・ラ）が用いられており、これが日本人にとっての郷愁を誘うと同時に、海外のフォークソングやカントリーミュージックにも通じる親近感を生み出しています。
ギターやウクレレ、ピアノの初級者向け楽譜としても定番であり、シンプルなコードワークでありながら転調やメロディの高低差によって豊かなドラマ性を生み出す構造は、現代のポップスにも多大な影響を与え続けています。
