坝址以上控制流域面积92.2km2，多年平均流量2.88m3/s，水库总库容2780万m3，正常蓄水位411m，是一座以防洪为主，兼有旅游、发电、养殖、供水等综合效益的中型水利工程。
索溪水库枢纽工程为Ⅲ等工程，主要建筑为3级。其洪水标准：设计按50年一遇；校核按500年一遇。枢纽工程主要由大坝、电站、二道坝、四道坝、旅游码头等水工建筑物组成。大坝为六园心小石子混凝土砌块石双曲拱坝，坝顶高程420m，最大坝高81m，坝顶弧长192m，底厚22.5m，厚高比0.277。大坝采用坝顶表孔泄流，溢流孔口3-8×5.2m，堰顶高程409m，设弧形闸门。大坝左侧坝体内设有放空底孔，底板高程358.7m，直径D=1m，底孔出口装有蝶阀，进口设有检修闸门。左岸发电引水遂洞底板高程383.8m，洞径D=1.8m，全长320m。
按旅游规划及结合消能要求，距坝址340m处设有二道坝，为单心浆砌石拱坝。下游公路桥附近（旅游门票站）设四道坝。距大坝约450m的隧洞出口设有引水式电站厂房，装机1台共2500kw，引水遂洞出口处设直径为1m的岔管作为紧急泄洪措施。
水库建成后，尾水可达著名景点“十里画廊”口，将形成长5.2km，平均宽约0.2km的人工湖面，必将提高武陵源区整体旅游档次，促进旅游资源进一步开发利用。更重要的是可控制洪灾，对旅游重镇军地坪（区政府所在地）的防洪能力有较大提高，在50年一遇洪水以下，水库下泄流量不超过500m3/s，可削峰约40%。同时还具有供水、发电及养殖等综合效益。
