车站的总建筑面积超过为37万平方米，整体建筑包括主站房、无柱雨棚、高架车场（站台）、停车场等，总投资130亿元人民币。车站总用钢量达7.9万吨，约为中国国家体育场（“鸟巢”）钢结构的1.7倍，另外工程又使用混凝土150万立方米。主体结构共四层，包括地上三层和地下一层：地下一层是地铁的进出站厅，以及能提供1808个停车位的停车场；地上一层主要承担武广客运专线列车的旅客进站作业，广珠城际、广深港高速铁路列车的旅客进出站作业，口岸入境、的士站等，预留旅客入境联检厅，出站大厅及机场联运办理厅；地上二层设有口岸进站厅及贵宾候车室等，以及站台层，由东向西依次布置了武广下行车场、广深港车场、武广上行车场、广珠城际、广茂、贵广线车场、南广线车场；地上三层则设有客运专线的高架旅客候车厅，高架候车大厅面积达71722平方米，还预留了面积14694平方米的商业层。全个车站建筑总高度为50多米，中部有一个64米的大跨拱形结构。车站共设到发线28条、站台15座，并预留广佛肇城际轨道交通的引入条件。
