Miserere mei, Deus is een motet geschreven om gezongen te worden door twee koren. Het ene koor bestaat uit vijf stemmen - sopraan, alt, twee tenoren en bas. Het tweede koor bestaat uit twee sopranen, een alt en een bariton. Het ene koor zingt een eenvoudig soort melodie, fauxbourdon genaamd, die gebaseerd is op een gregoriaanse melodie. Het andere koor zingt een meer gecompliceerde versie, met een bovenstem die tot de top C gaat (de toon twee octaven hoger dan de centrale C). De zangers improviseerden ook sommige delen van de muziek, waarbij ze uitgebreide versierde delen verzonnen. Deze improvisaties werden niet opgeschreven, maar werden in het koor van zanger op zanger doorgegeven.
Allegri schreef het Miserere om te worden gezongen in de Sixtijnse Kapel tijdens de paasvieringen. Tijdens de dienst, die om 3.00 uur begon, brandden er 27 kaarsen. De Paus doofde de kaarsen geleidelijk tot er nog slechts één brandde. Het Miserere werd uitgevoerd terwijl de paus bij het altaar bad met de enkele kaars.
Dit muziekstuk werd zeer populair, en het Vaticaan wilde niet dat iemand anders het uitvoerde. Niemand mocht de muziek meenemen uit de kapel of er kopieën van maken. Het Vaticaan riep op tot excommunicatie van iedereen die probeerde een kopie te maken. Maar in 1770 waren er drie kopieën van de muziek bekend. Een daarvan werd door de paus aan keizer Leopold I geschonken. Wolfgang Amadeus Mozart bezocht de Sixtijnse Kapel tijdens een rondreis door Europa met zijn vader in 1770. Hij was pas 14 jaar oud, maar hoorde het stuk en schreef later diezelfde dag alle muziek uit zijn hoofd. Een tweede bezoek stelde hem in staat te controleren of hij het goed geschreven had. Aangenomen wordt dat Mozarts kopie van de muziek naar Engeland werd gestuurd, waar het werd gepubliceerd door Dr Charles Burney. Het is aannemelijk dat Mozart de improvisaties in zijn kopie zou hebben geschreven. In Burney's versie ontbreken de improvisaties, dus het is mogelijk dat hij ze heeft verwijderd, en Mozart's kopie heeft vernietigd om problemen met de kerk te voorkomen. Er waren geen wetten op het auteursrecht in die tijd, dus het Vaticaan kon er niets aan doen.
Aangenomen wordt dat de versie van het Miserere mei Deus die vandaag wordt uitgevoerd, sterk verschilt van het werk dat Allegri componeerde.