Citoyen du monde, Milhaud était un voyageur résolu qui a vécu loin de France et de sa Provence natale pendant de nombreuses années. Chaque immersion dans un pays différent lui a donné l’opportunité d’enrichir son sens artistique et de nourrir sa créativité avec différentes cultures, différents rythmes et différentes couleurs musicales. Son œuvre est un exemple unique de syncrétisme musical à la fois dans son expression et dans les moyens qu’il emploie. Sa vaste production, qui touche tous les genres, démontre un besoin irrépressible d’écrire de la musique non entravée par l’esthétique ou la technique. Qu’importe l’endroit où il était, il ne cessait jamais de composer.
La musique de Milhaud est souvent inondée d’une luminosité méditérannéenne reconnaissable combinant ses racines françaises (et particulièrement provençales) et ses traditions spirituelles juives avec le jazz et d’autres musiques populaires du Brésil, des Caraïbes, des Etats-Unis et du Moyen-Orient.
Esthétiquement, c’était un esprit libre. Les œuvres de jeunesse de Milhaud étaient inspirées par Debussy, mais ont rapidement évolué sous l’influence de son professeur en contrepoint, André Gédalge. Après avoir assisté à la création du Sacre du printemps, il a analysé, avec son ami et collègue compositeur Charles Koechlin, la polytonalité et le langage rythmique employés par Stravinsky. Eclairé par le pouvoir expressif du rythme et des combinaisons polyrythmiques, Milhaud commença à explorer les riches paysages sonores des percussions et abandonna la structure classique basée sur l’harmonie en faveur d’une organisation plus horizontale, basée sur des mélodies linéaires. Il cultiva un style personnel qui mélangeait la sévérité, la douceur et la poésie, la dissonance, la polytonalité et le lyrisme.
Bien que Milhaud dirigea la création parisienne de Pierrot Lunaire de Schönberg, son style n’était pas comme l’atonalité viennoise de son temps. Il préférait les traditions tonales latines, qu’il employait pour créer des textures polytonales et polymodales, qui permettaient à la fois l’emploi d’harmonies tonales occasionnelles et de dissonances dramatiques.
L’élément le plus important de l’esthétique musicale de Milhaud était la mélodie. Alors que ses compositions les plus récentes sont devenues un peu plus abstraites, dans la plupart de son œuvre ses textures transparentes et polytonales soulignent les lignes mélodiques. Comme Schönberg et Webern, il a souvent abandonné l’orchestre symphonique traditionnel au profit d’ensembles plus petits avec des combinaisons tonales hautement raffinées, ce qui l’a mis en première ligne de la rénovation de l’orchestre symphonique traditionnel. Il a également expérimenté les développements musicaux de son temps comme l’aléatoire (ce que l’on peut entendre dans Musique pour Ars Nova) et a introduit pour la première fois la participation du public dans une œuvre symphonique dans Musique pour San Francisco.
Passionné de politique toute sa vie, la haine de Milhaud pour la barbarie, le racisme, la discrimination et l’injustice peut être observée dans Le Château de feu, La Tragédie humaine et Ani maamin, et il a démontré son engagement pour la paix, le rejet de la violence, et l’œcuménisme dans Ode pour les morts des guerres, et Pacem in terris. Ces œuvres évoquent encore de nos jours une forte émotion.