国家体育场钢结构工程由24榀拉通或基本拉通的门式刚架围绕着体育场内部碗状看台区旋转而成，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成“鸟巢”的造型。钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5米，最低点高度为40.1米；平面上呈椭圆形，长轴最大尺寸约333米、短轴最大尺寸约296米；屋盖中部的开口内环呈椭圆型，长轴约190米，短轴约为124米；大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为37.958米。