Cấu trúc gồm đường hầm ngầm dưới biển dài 5,5 kilômét (3,4 dặm) (dài nhất thế giới) với những đảo nhân tạo. Theo nhóm thiết kế công trình Arup, đây là dự án lớn về cầu phối hợp với đường hầm đầu tiên của Trung Quốc. Tuy nhiên, công ty thiết kế này nói cây cầu chỉ dài tổng cộng có 35 cây số; lý do của sự khác biệt về con số vẫn chưa được biết rõ.

Công trình khởi đầu với việc bồi đất để tạo một đảo nhân tạo rộng 540 mẫu ở ngoài khơi Chu Hải. Ðây là điểm nơi quan thuế sẽ kiểm soát sự qua lại giữa ba nơi. Phần lớn cấu trúc đều được làm sẵn trước, ví dụ như dầm cầu sẽ được làm sẵn cùng lúc cầu đang được xây móng. Ðường hầm cũng được xây từ những đoạn đúc sẵn dài 100 mét.

Zhu Yongling, một viên chức chịu trách nhiệm dự án xây cất nói, "Cầu này được thiết kế với tuổi đời khoảng 120 năm, có thể chịu lực của sức gió mạnh đến 51 mét mỗi giây, hay tương đương với nấc 16 (184 đến 201 cây số/giờ), là nấc tối đa của hệ thống đo sức gió Beaufort. Cầu cũng chịu được cơn địa chấn ở cấp 8 và sức va chạm của một con tàu trọng tải 300.000 tấn."