这首歌的调子是C大调，主音是C，高音部分到C，降E音结尾。主歌和副歌的旋律都在C大调范围内，副歌高潮部分音高稳定在C到降E之间，像海浪一样起伏。比如副歌“星辰大海”那句，从C音升到降E音，像船帆被风吹起一样有画面感。

为什么确定是C大调呢？先看最低音是F音，最高音到C音，符合C大调的音域范围。调号是1个升号（G），但实际演唱中G音用的是升号，降B音用降号，形成临时升降号。比如主歌“仰望星空”那句，G音升半音，降B音降半音，这是C大调的典型特征。数据上，全曲出现C、D、E、F、G、A、降B、降E八个音，正好对应C大调音阶。副歌降E音结尾（第16小节），是调式中的导音，像海浪退去前的回响。比如“星辰大海”重复三次时，音高从C到降E再回到C，像潮汐循环一样。