前曲と同じく3楽章構成で書かれているが、曲想は対照的で、明るさと軽やかさに満ちている。このような対比は、交響曲第5番《運命》と第6番《田園》など、のちの交響曲でも同じ傾向が見られる。しかも同じ調性の組み合わせ（ハ短調とヘ長調）というのが興味深い。3連符と16分音符が入り乱れていたり、主調がヘ長調なのにもかかわらず再現部でニ長調が突然現れ、♭系から♯系に変わるなど、変化に富んでいるのも特徴である。

前作から4年経って書かれたこの作品は、全2楽章と規模が小さく、歌謡性も強く、前作とは対照的な様相を呈している。これはベートーヴェンがそれまで徹底して用いていた、主題を動機的に分解して展開する「動機展開」を封印し、新しい手法として1809年から旋律性豊かな主題を積極的に使用するようになったことが関連している。なお、本作は伯爵令嬢テレーゼ・ブルンスヴィックに捧げられたため、《テレーゼ》という通称で呼ばれている。

1800年代、ベートーヴェンは作曲家としてもっとも脂が乗った時期に入ったが、日ごとに悪化する難聴に悩まされるようになり、やがて「ハイリゲンシュタットの遺書」を書くに至る。op.31の一連のソナタはちょうどその時期に書かれた作品群。第16番は冒頭のアウフタクトからの音階、シンコペーションや付点の多さなど、リズムの面白さを活かした曲である。主調はト長調だが、ヘ長調やロ長調など遠隔調への転調など、響きにも新鮮さが散りばめられている。

4楽章から成るこのピアノ・ソナタは、ベートーヴェン自身が「50年も経てば、人も弾くだろう」という言葉を残したほどに演奏至難な作品。当時普及していたピアノではカバーしきれない音域も使われていることから、ピアノの進化と手を携えるように創作を行なっていたベートーヴェンが、先の時代を見据えてこの曲を生み出したことが推察される。全楽章に共通するモティーフが用いられ、もっとも大きな規模の最終楽章へ向かっていく形は、後期ベートーヴェンの顕著な特徴だが、この曲ではそれがより緊密かつ有機的なものとなっている。本作はやがて、ロマン派以降では珍しくなくなる〝単一楽章〟のピアノ・ソナタの嚆矢となった。