國家大劇院工程位于北京天安門地區人民大會堂西側，總占地面積11.893公頃，總建筑面積(含配套工程地下車庫)約19.4萬平方米。地面上高度46.285米，歌劇院臺倉地面深度27.5米，建筑物總高73.785米。
工程共有三個分區，分別為北區(201區)、中區(202區)和南區(203區)。
北區(201區)，內有六級人防地下車庫、水下通廊、商店、茶室、咖啡廳、預售票、檢票處、藝術用房等。
中區(202區)為劇場區，內有2416席的歌劇院，2017席的音樂廳和1040席的戲劇場。此區還有為劇場服務配套的化妝間、排練廳、練琴房、錄音錄像室、布景制作間、倉庫、技術用房、維修間、辦公室、會議室、接待室等。
南區(203區)，內有布景倉庫、餐廳、廚房、警衛值班室、休息廳、預售票、檢票處、技術用房、變配電室、冷凍站、熱力站、排風機房等。
工程特點：水池圍繞著建筑物，各種通道和入口都設在水面下，各種設施都處在鈦金屬板和南、北中央的玻璃幕覆蓋的殼體內，大部分建筑位于地下層，共有三個觀演場所。