主次结构相互交错形成“鸟巢”建筑外形，其建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3m，短轴为297.3m；屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。最高点高度为68.5m，最低高度为40.1m。
屋盖主次结构的杆件均为箱型构件，桁架上下弦间高度为12m，桁架柱为三角形格构柱，每根格构柱由两根箱型外柱和一根菱形内柱组成，桁架柱上端大、下端小，上端与主桁架相连，下端埋入钢筋混凝土承台内，并将屋盖荷载传至基础。