Dla dźwięku stereofonicznego format MP3 posiada trzy tryby kompresji:
dual channel w którym dźwięk jest zapisywany jako dwa odrębne kanały monofoniczne.
stereo (stereo mode 0) w którym każda ramka zapisywana jest algorytmem left/right stereo.
joint stereo (stereo mode 1) w którym dla każdej ramki wybierany jest najlepszy dla niej algorytm zapisu dźwięku stereo.
Stosowanymi w kompresji MP3 algorytmami kodowania ramki dźwięku stereofonicznego są:
left/right stereo (simple stereo, independent channel) w którym dźwięk w kanałach prawym i lewym jest kodowany niezależnie, może jednak zmieniać się liczba bitów przeznaczonych na każdy z kanałów. Efektywny dla ramek, w których oba kanały różnią się w dużym stopniu.
middle/side stereo w którym sygnał stereo kodowany jest w postaci pary wartości oznaczających sumę (L+R) oraz różnicę (L-R) kanałów. Efektywny dla ramek, w których oba kanały przyjmują podobne wartości.
intensity stereo w którym sygnał stereo dla niektórych (głównie wysokich) częstotliwości kodowany jest jako monofoniczna wartość uzupełniona o wektor określający kierunek, z którego dochodzi dźwięk. W praktyce stosowany tylko przy niskiej przepływności (poniżej 80 kbps). Niektóre enkodery (np. LAME) w ogóle nie stosują tego algorytmu.
MP3 Surround
Rozszerzenie formatu mp3 stworzone przez twórców tego formatu pozwalające na zapis formatu 5.1. Zapisywane są dwa kanały tak jak we zwykłej mp3, a informacja potrzebna do wygenerowania dodatkowych kanałów jest zapisana w Tagach mp3. Dzięki temu rozwiązaniu mp3 można odtwarzać jako zwykłe stereo na odtwarzaczach sprzętowych. Zapisanie dodatkowych kanałów zajmuje mało miejsca.(ponieważ ich zapisywana jest informacja jak z dwóch kanałów wygenerować inne). Najprawdopodobniej to rozwiązanie zostanie skopiowanie do innych kompresorów dźwięku.