Sau khi phát hành, "SexyBack" nhận được những phản ứng trái chiều từ các nhà phê bình âm nhạc, trong đó họ đánh giá cao giai điệu cũng như quá trình sản xuất của nó, nhưng cũng có nhiều chỉ trích liên quan đến nội dung lời bài hát. Tuy nhiên, bài hát đã gặt hái nhiều giải thưởng và đề cử tại những lễ trao giải quan trọng, bao gồm chiến thắng một giải Grammy cho Thu âm nhạc dance xuất sắc nhất tại lễ trao giải thường niên lần thứ 49. "SexyBack" cũng tiếp nhận những thành công vượt trội về mặt thương mại, đứng đầu các bảng xếp hạng ở Úc, Canada, Đức, Ireland, New Zealand và Vương quốc Anh, và lọt vào top 10 ở hầu hết những quốc gia nó xuất hiện, bao gồm vuơn đến top 5 ở nhiều thị trường lớn như Áo, Bỉ, Đan Mạch, Phần Lan, Ý, Thụy Điển và Thụy Sĩ. Tại Hoa Kỳ, nó đạt vị trí số một trên bảng xếp hạng "Billboard" Hot 100 trong bảy tuần liên tiếp, trở thành đĩa đơn quán quân đầu tiên của Timberlake tại đây.