国家体育馆南北长约３３５米，东西宽约２０７．５米，地上４层，地下一层，总建筑面积８．０９万平方米，占地６．７８公顷，建筑物高度为４２．４７米，是目前国内设施最先进、功能最完善的体育馆之一，是李宝丹引以为豪的项目之一。
　　国家体育馆钢屋架南北长１４４米，东西宽１１４米，是目前国内外空间跨度最大的双向张弦钢屋架结构，总用钢量达２８００吨，钢屋架呈扇形波浪曲线。技术人员为此进行了科技创新和技术攻关，经过几十次论证和试验，采用９个“机器人”进行滑移施工。
　　施工人员在地面组装好钢屋架，然后把组装好的每部分钢屋架吊上屋顶进行拼装，并严格控制钢屋架焊接点位置。而安装在钢屋架与轨道之间的９个“机器人”用一台电脑控制，统一编成行进程序，控制滑移的时间和行程。滑移过程中，９个“机器人”在液压作用下一张一弛，相互配合，背着钢屋架慢慢“走”到设定的位置。
　　此外，国家体育馆安装了１９０００平方米的明框幕墙、点式幕墙和铝板玻璃等３种中空ＬＯＷ－Ｅ玻璃。这种玻璃具有保温、隔热、防紫外线等效果。
　　而体育馆屋顶的太阳能电池方阵和体育馆南立面幕墙中的３００块太阳能电池一起组成太阳能光伏发电系统，每天额定输出功率１００千瓦。太阳能电池将吸收到的太阳辐射能由专项线路统一传送到地下一层太阳能发电控制室，经过设备处理转换为电能，再经专用设备并网输送到低压配电系统，并入电网用于国家体育馆２万平方米地下场所照明。
　　在清除噪音方面，国家体育馆采用国内比较罕见的９层多功能金属复合材料的夹层设计。整个隔音层厚２５厘米，由水泥板、玻璃棉、防水层、吸隔声材料组成，并在最外层喷涂吸音材料，最大限度地减少屋外噪音的影响。

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