1. Allegro con brio:Dette er første sats og er i sonata-allegro-form. Det begynder med et livligt og energisk tema i klaveret, efterfulgt af at celloen præsenterer et andet, mere lyrisk tema. Udviklingsafsnittet er omfattende, og rekapitulationen bringer begge temaer tilbage på en spændende og triumferende måde.
2. Adagio con variazioni:Dette er anden sats og består af et tema og fem variationer. Temaet er en enkel og smuk melodi introduceret af celloen, og hver variation udforsker forskellige aspekter af temaet. Variationerne viser Beethovens beherskelse af kontrapunkt, harmoni og melodisk opfindelse.
3. Allegro:Tredje sats er en scherzo, og den giver kontrast til den langsommere og mere lyriske anden sats. Den er i en tredobbelt meter og har en legende og energisk karakter. Mellemsektionen har en kontrasterende triosektion i en kontrasterende toneart.
4. Allegro:Dette er den fjerde og sidste sats. Den er i rondoform, med et hovedtema, der veksler med kontrasterende episoder. Hovedtemaet er energisk og drivende, mens episoderne giver øjeblikke af kontrast og lyrisk udtryk. Satsen afsluttes med en strålende og virtuos coda.
Samlet set er Sonaten for cello og klaver i D-dur et betydningsfuldt og elsket værk i cellorepertoiret. Den fremviser Beethovens geni i melodi, harmoni og formel struktur og betragtes som en af de største cellosonater, der nogensinde er skrevet.