Forskellige producere og sangskrivere bidrog til produktionen af albummet, heriblandt Spears' mangeårige samarbejdspartner [[Max Martin]], samt [[Dr. Luke]], William Orbit, Fraser T. Smith, Rodney Jerkins, [[will.i.am]], og StarGate.<ref name=pressrelease>{{Cite web|url=http://www.britneyspears.com/2011/03/press-release-new-song-till-the-world-ends-femme-fatale-track-listing.php|title=Press Release: New Song 'Till the World Ends' & Femme Fatale Tracklisting|last=Reporter|first=Cassie|date=3. marts 2011|access-date=6. marts 2011|publisher=BritneySpears.com|archive-date= 8. marts 2011|archive-url=https://web.archive.org/web/20110308030948/http://www.britneyspears.com/2011/03/press-release-new-song-till-the-world-ends-femme-fatale-track-listing.php|url-status=dead}}</ref> Sammen med Dr. Luke, skrev Max Martin adskillede sange, heriblandt "[[Hold It Against Me]]", et nummer der oprindeligt var tiltænkt [[Katy Perry]], men som de senere besluttede sig for "absolut ikke var et Katy Perry nummer." Der blev lavet adskillige samarbejder med anerkendte artister under promoveringen af albummet, herunder [[Kesha]], [[Nicki Minaj]], [[Travis Barker]], og [[Rihanna]].
Musik