国家体育馆国位于奥林匹克公园中心区的南部，与“鸟巢”和“水立方”和国家会议中心比邻而居。国家体育馆由主体建筑和与之相连的热身馆以及室外环境组成，赛时可容纳观众约1.8万人。

  由于比赛场馆和场馆对空间高度的要求不同，国家体育馆以中国“折扇”为设计灵感，采取由南向北的波浪式造型，屋面轻盈而富于动感。这种波浪造型也巧妙地连接了与之南北相应的平顶造型“水立方”和单曲面造型的国家会议中心，使得奥林匹克公园内的城市景观达到协调统一。

  波浪式造型的屋面轻盈而富于动感，虽然赋予了国家体育馆灵动之美，但也为施工带来了困难。国家体育馆钢屋架南北长144米，东西宽114米，整个体育馆钢屋架工程由14榀桁架组成，总用钢量达2800吨，钢屋架形状呈扇形波浪曲线，是目前国内空间跨度最大的双向张弦钢屋架结构体系。

  为了给国家体育馆屋顶架上钢屋架，实施工程技术人员首次采用了9个“机器人”进行的滑移施工技术。实施工程人员先对钢屋架在地面进行组装，然后把组装好的每部分钢屋架吊上屋顶进行拼装，并严控钢屋架焊接点位置。安装在钢屋架与轨道之间的9个“机器人”用一台电脑来控制，统一编成行进程序，控制滑移的时间和行程。

  滑移过程中，“机器人”在液压作用下一张一弛，就好比蜗牛背着大贝壳行走一样，背着几百吨钢屋架行走到设定位置。

  国家体育馆在场馆的西侧、北侧设置了一定的下沉广场，赛时运动员、媒体、贵宾等人能通过下沉广场立即进入场馆，。在体育馆东侧和南侧设置了缓坡式观众聚散广场，观众和赞助商可直接从城市道路通过缓坡式聚散广场进入体育馆的观众层，避免与运动员、媒体、贵宾和车辆的交叉。

  据了解，国家体育馆目前已完成幕墙安装，此次的幕墙安装分明框幕墙、点式幕墙和铝板玻璃三大类，总面积约为19000平方米。玻璃全部采用的是中空LOW-E玻璃，它有保持温度、隔热、防紫外线等效果，保证场馆内人员不受外面气候影响，能正常进行比赛等活动。

  奥运会后，国家体育馆将是北京座席最多的室内运动馆，将成为可提供多功能服务的市民活动中心。组织国际国内专业体育赛事和商业性大型体育、文艺表演活动，将成为该馆的主导功能。

  此外，国家体育馆还拥有休闲娱乐、餐饮、购物、开办运动俱乐部、旅游参观、设施出租、展览展示、全民健身等辅助功能。