该工程结构分为两个单元体系，建筑外立面为椭球钢结构壳体，径向为弧形、变截面、无翼缘、6cm厚钢板焊接形成的钢结构主构架；环向横构件采用直径194mm、厚度5mm的钢管，通过特殊球节点与径向钢结构主构架连接。钢结构总重量约5,000吨，每榀钢构架平均重达40吨左右。椭球表面采用钛合金板装饰，南北侧中部安装玻璃幕墙。椭球内部主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构体系，分别在±0.00m和-7.00m设结构缝,从-7.00m以下是一个结构单元，-7.00m以上是三个结构单元。部分主要梁柱采用钢-混凝土组合结构体系, 椭球壳体底座环梁、舞台口及局部大跨度构件采用预应力钢筋混凝土结构，南北建筑结构、水池结构与中心建筑主体结构是分开的，沿着主体结构的外皮设一道沉降缝。