体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2091个坐席的歌剧院(含站席2398)、1859个坐席的音乐厅(含站席2017)、957个坐席的戏剧院(含站席1040)、公共大厅及配套用房组成。
外部围护钢结构壳体呈半椭球形，平面投影东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，基础埋深的最深部分达到-32.5米。
椭球形屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃幕墙。
椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米，各种通道和入口都设在水面下。
国家大剧院高46.68米，比人民大会堂略低3.32米。
但其实际高度要比人民大会堂高很多，因为国家大剧院60％的建筑在地下，其地下的高度有10层楼那么高。
国家大剧院工程于2001年12月13日开工，于2007年9月建成。
国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，保罗·安德鲁（Paul Andreu），1938年出生于法国波尔多市附近的冈戴昂，毕业于法国高等工科学校（1961年）、法国道桥学院（1963）和巴黎美术学院（1968年）。
1967年，他设计了圆形的巴黎戴高乐机场候机楼。
从此，作为巴黎机场公司的首席建筑师，他设计了尼斯、雅加达、开罗、上海等国际机场，日本关西国际机场的基本概念也出自安德鲁之手。
他参与过许多大型项目的建设，像巴黎德方斯地区的大拱门、英法跨海隧道的法方终点站等。
1999年，安德鲁领导的巴黎机场公司与清华大学合作，经过两轮竞赛三次修改，在中国国家大剧院国际竞赛中36个设计单位的69个方案中夺标。
1999年7月，获选为最终的建设方案。
安德鲁曾说“我想打破中国的传统，当你要去剧院，你就是想进入一块梦想之地”。
安德鲁这样形容他的作品――巨大的半球仿佛一颗生命的种子。
“中国国家大剧院要表达的，就是内在的活力，是在外部宁静笼罩下的内部生机。
一个简单的‘鸡蛋壳’，里面孕育着生命。
这就是我的设计灵魂：外壳、生命和开放。
”设计方为法国巴黎机场公司。
国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形，由具有柔和的色调和光泽的钛金属覆盖，前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑漂浮于人造水面之上，行人需从一条80米长的水下通道进入演出大厅。
大剧院造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实的结合。
国家大剧院庞大的椭圆外形在长安街上显得像个“天外来客”，与周遭环境的冲突让它显得十分抢眼。
这座“城市中的剧院、剧院中的城市”计划以一颗献给新世纪的超越想象的“湖中明珠”的奇异姿态出现。
早在20世纪50年代政府对长安街[1]的规划就设想了国家大剧院的建设，周恩来首次提出建设国家大剧院批示，地址“在天安门以西为好”。
最后因财政原因没有实施。
国家大剧院主体建筑由外部围护结构和内部歌剧院、音乐厅、剧场和公共大厅及配套用房组成。
在地面层坐落着三幢建筑：歌剧院、音乐厅和剧场，它们由道路区分开，彼此以悬空走道相连，恍若在水面上的地面建筑是一个巨型壳体，覆盖、庇护、包围和照亮着所有的大厅和通道。
建筑物在水面中的倒影构成了大剧院的外部景观。
国家大剧院主体建筑外环绕人工湖，人工湖四周为大片绿地组成的文化休闲广场。
人工湖面积达35500平方米，人工湖水深为40厘米，3.5万平方米整个水池分为22格，分格设计既便于检修，又能够节约用水，还有利于安全。
每一格相对独立，但外观上保持了整体一致性。
为了保证水池里的水“冬天不结冰，夏天不长藻”采用了一套称作“中央液态冷热源环境系统控制”的水循环系统。
国家大剧院结构由三个功能区组成。
北入口、地下车库；功能区包括歌剧院、戏剧院、音乐厅等；南入口、餐厅、机房等服务区。
大剧院南部入口与北部入口“水下走廊”一起延伸至地下6m之处，观众通过水下长廊进入大剧院。
北侧主入口为80米长的水下长廊。
南侧入口和其它通道也均设在水下。
观众进入大剧院时会发现他们的头顶之上是一片浅浅的水面。
在入口处设有售票厅，水下长廊的两边设有艺术展示、艺术品商店等服务场所。
国家大剧院北入口与北京地铁1号线天安门西站相连，国家大剧院南门比邻地铁二号线和平门站，并有能容纳1000辆机动车和1500辆自行车的地下停车场。
根据安德鲁的设计大剧院从长安街后退了70米，空出70米全部变成绿地。
国家大剧院内有四个剧场，中间为歌剧院、东侧为音乐厅、西侧为戏剧场，南门西侧是小剧场，四个剧场既完全独立又可通过空中走廊相互连通。
公共大厅的地板铺着20多种颜色不一、花纹各异的名贵石材，公共大厅天花板由名贵木材拼贴成一片片“桅帆”，木质的红色深浅不一，明暗相间。
来自法国的著名画家阿兰·博尼用超过20种不同的红色点染大剧院的各个部分。
整个大剧院的墙面丝绸铺设面积达到4000平方米。
歌剧院主要演出歌剧、芭蕾、舞剧，有观众席2416席；音乐厅主要演出交响乐、民族乐、演唱会，有观众席2017席；戏剧场主要演出话剧、京剧、地方戏曲、民族歌舞，有观众席1040席；小剧场观众座位556席，上演室内乐、小型独奏独唱、小剧场话剧、现代舞等。
各剧院都设有化妆间、指挥休息间、练琴房、演员候场区、换装间、服装整烫间、道具间、演员休息厅。
舞台技术用房设有音响控制室、灯光控制室、调光器设备间、音响设备室、摄像机房等。
在歌剧院的屋顶平台设有大休息厅，在音乐厅的屋顶平台设有图书和音像资料厅，在戏剧场屋顶平台设有新闻发布厅。
大剧院共有五个排练厅，位于四个剧场之间，可以共用也可以分别使用。
一个大排练厅主要用于合成排练；两个中排练厅一个主要用于舞蹈排练，一个用于乐队排练；两个小排练厅主要用于分部排练。
大剧院设有集中音像制作中心，有大录音棚一间、同期录音演播室一间，以及电视转播机房和音像后期制作室。
大剧院设有一间大绘景间，设置布景吊挂和绘景设备，还设有布景、道具整修间和布景仓库，以及为集装箱运输用的升降平台2台。
灯光在国家大剧院壳体结构上，安装有506盏“蘑菇灯”。
与长安街上其他建筑物在夜晚灯火通明的景象不同，国家大剧院壳体上面的“蘑菇灯”散发的是点点光芒，如同夜空中闪烁的繁星。
歌剧院歌剧院是国家大剧院内最宏伟的建筑，以华丽辉煌的金色为主色调。
歌剧院主要上演歌剧、舞剧等、芭蕾舞及大型文艺演出，歌剧院的观众厅观众厅设有池座一层和楼座三层，有观众席2091席(不包括乐池)。
歌剧院有具备推、拉、升、降、转功能的先进舞台、可倾斜的芭蕾舞台板、可容纳三管乐队的升降乐池。
歌剧院舞台采用“品”字形舞台形式，由一个主台、两个侧台和一个后台构成，舞台具备推、拉、升、降、转五大功能，可迅速地切换布景。
其中，主舞台有6 个升降台，既可整体升降又可分别单独升降。
舞台的左、右侧台各有6台可以横向移动的车台，通过主舞台升降台互换位置，可以迁换场景。
后舞台下方距地面15米处，储存有一个芭蕾舞台台板，主舞台升降台下降后，芭蕾舞台可移动到主舞台台面上，用于芭蕾舞演出。
台面用的是俄勒冈木，并用三层结构来增加弹性，保护了芭蕾舞演员的足尖。
这也是国内面积最大的无缝隙专用芭蕾舞台板，台面可倾斜至5.7度。
由于穹顶高度的限制舞台和部分观众席位于地下。
舞台上方栅顶高度为32米。
吊杆、灯光桥、灯光渡桥通过钢丝绳悬挂在空中。
61道电动吊杆，78台轨道单点吊机，24台自由单点吊机，灯光桥、灯光渡桥、灯光吊架将1588盏用于演出的灯具点缀在歌剧院舞台的上方，灯光反应快，可以在几秒钟内变换造型。
舞台顶部还设置了60多道吊杆和幕布，可以制造不同的演出场景。
乐池面积为120平方米，可容纳90人的三管编制乐队，也可升至观众席水平位置变成观众席。
在乐池中，还特别为指挥设计了专用升降台，指挥可以以这种特别的方式出场、谢幕。
歌剧院在墙面上安装了弧形的金属网，声音可以透过去，而金属网后面的墙是多边形，这样就形成了视觉的弧形和听觉空间的多边形，做到了建筑声学和剧场美学的完美结合，其混响时间为1.6秒，符合歌剧及舞剧等的演出要求。
歌剧院设有6个单人化妆套间，6个单、双人化妆间，18个中化妆间，2个乐队指挥休息套间，6个乐队用大化妆间，8间练习琴房。
歌剧院舞台尺寸台口宽度：18.6M；台口高度：14M主舞台台宽：32.6M；主舞台台深：32.6M台上净高：32M；左右侧台宽：21.6M；左右侧台深：25.8M后舞台台宽:24.6M；后舞台台宽：23.6M音乐厅国家大剧院音乐厅位于歌剧院东侧，以演出大型交响乐、民族乐为主，兼顾其它形式的音乐演出。
音乐厅的观众席围绕在舞台四周，设有池座一层和楼座二层，共有观众席1859个（包括合唱区）。
演奏台设在观众厅一侧，演奏台宽24米、深15米、能容120人的乐队演奏。
演奏台设有3个升降台，在演奏台前部设有钢琴升降台。
四周围的数码墙有如站立起来的钢琴琴键，其凹凸的尺寸和形状是由数论精确计算得出，使声音均匀、柔和地扩散反射。
在演奏台后设有可供 180人合唱队使用的观众席合唱区。
安放于音乐厅的管风琴是目前国内最大的管风琴，有94音栓，发声管达6500根之多。
出自德国管风琴制造世家——约翰尼斯-克莱斯，与著名的德国科隆大教堂管风琴系出同门，能满足各种不同流派作品演出的需要。
音乐厅的天花板，形状不规则的白色浮雕像一片起伏的沙丘，又似海浪冲刷的海滩，有利于声音的扩散。
为了达到声效的完美，在顶棚的下面还悬挂了一面龟背形状的集中式反声板，它的作用是将声音向四面八方散射。
音乐厅的顶部、墙壁、地面、舞台、坐席与管风琴的色调搭配和谐优美，处处传递着音乐殿堂的非凡气质，其混响时间为2.2秒，实现了建筑美学和声学美学的完美结合。
音乐厅设有 2 个乐队指挥休息套间，2个单人化妆套间，4 单人化妆间，6个中化妆间，7个乐队、合唱队用大化妆间，10间练习琴房和1间管风琴练习琴房。
戏剧场戏剧场是国家大剧院最具民族特色的剧场，营造出颇具中国特色的剧场氛围。
戏剧场主要供戏曲（包括京剧和各种地方戏曲）、话剧及民族歌舞使用。
观众厅设有池座一层和楼座三层,共有观众席957个（不包括乐池）。
戏剧场拥有世界上最为先进的戏剧舞台，舞台采用由镜框式舞台到伸缩式舞台的可变化形式，设有主舞台、左、右辅台和后舞台。
主舞台设置的“鼓筒式”转台，由13个升降块、2个升降台组成，既可整体升降又可分别单独升降，这种形式的鼓筒式转台在世界上是唯一的，可以达到边升降边旋转的舞台效果。
独特的伸出式台唇设计非常符合中国传统戏剧表演的特点。
戏剧场设有5个单人化妆套间，8个中化妆间和3个大化妆间，一个乐队指挥休息套间，3个乐队用大化妆间，还设有4间练习琴房。
小剧场小剧场位于国家大剧院南门西侧，共有观众座位556席，提供室内乐、小型独奏独唱、小剧场话剧、现代舞等表演。
小剧场整体色调风格清新典雅。
白色浮雕的天花板、MLS声扩散墙、有保温及隔音效果的隔断墙，种种量身设计可使声音均匀、柔和地扩散反射，更加突出自然人声效果。
