Jednym z autorów kompozycji jest David „Switch” Taylor, brytyjski didżej i inżynier dźwięku, znany z realizacji wysublimowanych piosenek na albumy wokalistki M.I.A. Sama M.I.A. nawiązała do piosenki, rapując w singlowym utworze Madonny „Give Me All Your Luvin'” (2012): „It’s super sonic, bionic, uranium hit; So I break 'em off tricks” (wykorzystała tym samym fragment wersu z „Bionic”).
W utworze „Bionic” Aguilera po raz pierwszy w swojej karierze korzysta z procesora dźwięku auto-tune. Gatunkowo kompozycja określana jest jako electropop, gromadzi w sobie też elementy electroclashu, natomiast produkcja korzysta z nurtu muzyki industrialowej i tribal house’uPardalis, Dan (2010-06-09). „Christina Aguilera – Bionic Review”. 411mania.com. [dostęp 2012-05-21].. Charakterystycznymi efektami dźwiękowymi zastosowanymi w „Bionic” są riffy stylizowane na kod Morse’a oraz echo, którego zjawisko powtarza się kilkukrotnieMathieson, Craig (2010-06-11). „Music Review: Bionic | Christina Aguilera”. The Sydney Morning Herald. [dostęp 2014-09-16].Newman, Melinda (2010-06-07). „Review: Christina Aguilera’s ‘Bionic’ shows a machine-like workmanship”. hitfix.com. [dostęp 2012-05-21]..