國家大劇院主體建筑由外部圍護結構和內部歌劇院、音樂廳、戲劇場和公共大廳及配套用房組成。外部圍護結構為鋼結構殼體,呈半橢球形,其東西長軸為 212.20 米,南北短軸為 143.64 米,建筑總高度為 46.285 米,地下最深處為-32.50 米。橢球形屋面主要采用鈦金屬板,中部為漸開式玻璃幕墻。主體建筑外環繞人工湖,湖面面積達35500平方米,北側主入口為80米長的水下長廊,南側入口和其它通道也均設在水下。人工湖四周為大片綠地組成的文化休閑廣場。國家大劇院北入口與地鐵天安門西站相連,并有能容納1000輛機動車和1500輛自行車的地下停車場。在入口處設有售票廳,觀眾通過水下長廊進入大劇院。水下長廊的兩邊設有藝術展示、商店等服務場所。大劇院內有三個劇場,中間為歌劇院、東側為音樂廳、西側為戲劇場,三個劇場既完全獨立又可通過空中走廊相互連通。在歌劇院的屋頂平臺設有大休息廳,在音樂廳的屋頂平臺設有圖書和音像資料廳,在戲劇場屋頂平臺設有新聞發布廳。內部歌劇院主要演出歌劇、芭蕾、舞劇,有觀眾席2416席;音樂廳主要演出交響樂、民族樂、演唱會,有觀眾席2017席;戲劇場主要演出話劇、京劇、地方戲曲、民族歌舞,有觀眾席1040席。各劇院都設有化妝間、指揮休息間、練琴房、演員候場區、換裝間、服裝整燙間、道具間、演員休息廳。舞臺技術用房設有音響控制室、燈光控制室、調光器設備間、音響設備室、攝像機房等。
大劇院共有五個排練廳,位于三個劇場之間,可以共用也可以分別使用。一個大排練廳主要用于合成排練;兩個中排練廳一個主要用于舞蹈排練,一個用于樂隊排練;兩個小排練廳主要用于分部排練。 大劇院設有集中音像制作中心,有大錄音棚一間、同期錄音演播室一間,以及電視轉播機房和音像后期制作室。大劇院設有一間大繪景間,設置布景吊掛和繪景設備,還設有布景、道具整修間和布景倉庫,以及為集裝箱運輸用的升降平臺2臺。
中央電視臺新臺址地處東三環路以東、光華路以北、朝陽路以南,CBD規劃范圍內。中央電視臺新臺址用地面積總計187,000平方米,總建筑面積約55萬平方米,最高建筑約230米,工程建設總投資約50億元人民幣。中央電視臺新臺址建設工程確定采用荷蘭OMA的設計方案。專家評委認為這一方案不僅能樹立CCTV的標志性形象,也將翻開中國建筑界新的一頁。