主体结构设计使用年限 100 年，耐火等级为一级 , 抗震设防烈度 8 度 , 地下工程防水等级 1 级。工程主体建筑呈空间马鞍椭圆形，南北长 333 米 、东西宽 298 米 的，高 68 米 。主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式 “
鸟巢 ” 结构 , 钢结构总用钢量为 4.2 万吨，混凝土看台分为上、中、下三层，看台混凝土结构为地下 1 层，地上 7 层的钢筋混凝土框架 -
剪力墙结构体系。钢结构与混凝土看台上部完全脱开，互不相连，形式上呈相互围合，基础则坐在一个相连的基础底板上。
国家体育场屋顶钢结构上覆盖了双层膜结构，即固定于钢结构
上弦之间的透明的上层 ETFE 膜和固定于钢结构下弦之下及内环侧壁的半透明的下层 PTFE 声学吊顶。