"Simulation Theory" é um álbum de rock e synthpop que explora o conceito da hipótese da simulação. O disco toma um tema leve de ficção científica, em contraste com os trabalhos anteriores da banda, como "The Resistance", "The 2nd Law" e "Drones", que tinham temas mais 'obscuros'. A canção "Dig Down", a décima faixa do álbum e a primeira música composta para o novo trabalho, foi escrita por Matt Bellamy como uma reação ao clima político após o referendum a respeito do Brexit e a eleição de Donald Trump em 2016 nos Estados Unidos, esperando "dar inspiração, otimismo e esperança para as pessoas que lutam por causas que eles acreditam." Já "Thought Contagion", a sétima faixa do disco, foi escrita no final de 2017 quando a banda retornou ao estúdio. Os versos da música se originaram das "ansiedades e sentimentos" de Bellamy após observar um estação de notícias americana e seu gancho. Uma parte da canção diz: "Você foi mordido por um verdadeiro crente / você foi mordido por alguém que está mais faminto que você / Você foi mordido pelas falsas crenças de alguém", que faz alusão as preocupações de Bellamy sobre o poder que a desinformação ou pessoas com viés ideológico têm sobre a audiência.