Nadat J.J. Abrams zich had aangemeld om Mission: Impossible III te regisseren, bracht hij veel van zijn frequente medewerkers naar de productie. Een daarvan was componist Michael Giacchino, die de partituur schreef. De filmmuziek voor Mission: Impossible III werd gedurende acht dagen opgenomen in de Sony Scoring Stage in Culver City, door het 112-koppig orkest Hollywood Studio Symphony onder leiding van Tim Simonec. De scoringsessie trok vele sterrenpersoonlijkheden aan, waaronder Jennifer Garner en Merrin Dungey (van J.J. Abram's Alias), Sarah Vowell (van The Incredibles), Dermot Mulroney, en Tom Cruise, die het orkest dirigeerde bij het "MI Theme". Rapper Kanye West nam een single op voor de soundtrack genaamd "Impossible" samen met Twista en Keyshia Cole, die diende als het themalied van de film in aanvulling op het originele Theme from Mission: Impossible van Lalo Schifrin.