水库大坝控制集雨面积2.1km2，正常蓄水位205.58m，死水位193.90m，正常库容15.9万m3，死库容0.6万m3。设计灌溉面积350亩，现实际灌溉面积200多亩，是一座以灌溉为主，兼有防洪、养殖等综合效益的小（Ⅱ）型水利工程。
枢纽建筑物由大坝、溢洪道、输、放水设施等建筑物组成。寒溪水库大坝为心墙土坝，坝顶轴线长50.42m，坝顶宽1.90m，现坝顶高程208.40m，最大坝高16.5m。溢洪道位于大坝右岸，水平长约63.41m，为正槽式宽顶堰，进口高程205.58m，堰顶宽6.0m，设计最大泄洪量18.13m3/s。