Carey har sagt at hun fra barndommen av er blitt påvirket av Billie Holiday, Stevie Ray Vaughan og R&B. Men også av artister som The Who, Gladys Knight og Aretha Franklin. Hennes musikk er sterkt inspirert av gospelmusikk, og hun krediterer The Clark Sisters, Shirley Caesar og Edwin Hawkins som de mest innflytelsesrike artistene, i hennes tidlige år. Når Carey innlemmet hiphop i hennes lydbilde, oppsto spekulasjonen at hun forsøkte å dra nytte av sjangrenes popularitet. Men hun fortalte Newsweek, «Folk forstår ikke. Jeg vokste opp med denne musikken.» Hun har uttrykt takknemlighet for rappere som The Sugarhill Gang, Eric B. & Rakim, Wu-Tang Clan, The Notorious BIG og Mobb Deep, som hun samarbeidet med om singelen «The Roof (Back in Time)» (1998). Carey ble sterkt påvirket av Minnie Riperton, og begynte å eksperimentere med fløyteregisteret i stemmen. Under Careys karriere har hennes vokal og musikalske stil, sammen med hennes suksessnivå, blitt sammenlignet med Whitney Houston, som hun også har kalt som en innflytelse, samt Celine Dion. Careys musikalske overgang, og bruk av mer avslørende klær på slutten av 1990-tallet, var en måte å bli kvitt bildet av henne som ble skapt av plateselskapet. I motsetning til Houston og Dion, skriver Carey og produserer sine egne sanger.