La sua opera è caratterizzata dalla cura nella scelta dei testi, perlopiù di poeti illustri, e nello stile compositivo contraddistinto dall’unione dell’esperienza dei vari stili di madrigale dell’epoca. Egli è definito come il migliore madrigalista del tempo e fruitore del petrarchismo musicale. Nelle sue composizioni si evince una grande maestria del linguaggio musicale ed una soave espressività e serenità nei movimenti melodici.
Nonostante i madrigali non si prestassero a scavalcare i confini nazionali italiani, poiché legati strettamente alla lingua ed alla poesia italiana, essi furono ben accolti in Inghilterra e ne fiorì una produzione abbondante sulla base dei madrigali italiani. Raccolte determinanti per la diffusione estera del madrigale italiano furono Musica transalpina e Italian Madrigals Englished, dove si trovavano soprattutto composizioni di Marenzio.