Kênh đào này gồm có 17 Âu tàu, cùng hai hồ nhân tạo. Một hồ nhân tạo bổ sung, hồ Alajuela, có vai trò làm hồ chứa nước cho kênh đào. Sơ đồ bố trí của kênh đào được xem xét trong quá cảnh tàu thuyền từ Thái Bình Dương tới Đại Tây Dương là như sau:[4]

Do đặc điểm địa lý của khu vực nên hướng chính của cung đường là đông nam-tây bắc, trong khi hướng toàn thể là từ Thái Bình Dương sang Đại Tây Dương là tây-đông. Mặt khác do mực nước ở Thái Bình Dương cao hơn so với mực nước ở Đại Tây Dương (chênh lệch 20 cm ở khu vực kênh đào này) nên kênh đào cần phải xây các âu tàu để tàu thuyền qua lại dễ dàng

• Từ lối vào phao nổi của kênh đào tại vịnh Panama, tàu thuyền đi qua 13,2 km (8,2 dặm) tới âu thuyền Miraflores, vượt qua phía dưới cầu Americas.
• Hệ thống âu thuyền hai tầng Miraflores, bao gồm cả lối vào sát tường, dài 1,7 km (1,1 dặm), với tổng độ nâng là 16,5 m (54 ft) khi thủy triều trung bình.
• Hồ nhân tạo Miraflores là giai đoạn tiếp theo, dài 1,7 km (1,0 dặm), và nằm ở độ cao 16,5 m (54 ft) trên mực nước biển.
• Âu thuyền Pedro Miguel một tầng, dài 1,4 km (0, 8 dặm), là phần nâng lên cuối cùng với độ nâng 9,5 m (31 ft)lên tới mức chính của kênh đào.
• Đường xẻ Gaillard cắt 12, 6 km (7,8 dặm) thông qua đường phân chia lục địa tại cao độ 26 m (85 ft) và vượt qua phía dưới cầu Centenario.
• Sông Chagres (Río Chagres), một đường thủy tự nhiên được mở rộng bằng cách xây đập chắn hồ Gatún, chảy về phía tây khoảng 8,5 km (5,3 dặm), hợp nhất vào hồ Gatún.
• Hồ Gatún, một hồ nhân tạo được tạo ra nhờ xây đập Gatún, đưa tàu thuyền đi thêm 24,2 km (15,0 dặm) xuyên qua eo đất.
• Âu thuyền Gatún, một âu thuyền bậc thang ba tầng dài 1,9 km (1,2 dặm), hạ tàu thuyền trở lại xuống tới mực nước biển.
• Một kênh dài 3,2 km (2,0 dặm) tạo thành lối đi tới các âu thuyền từ phía Đại Tây Dương.
• Vịnh Limón (Bahía Limón), một bến tàu tự nhiên lớn, cung cấp nơi neo đậu cho một số tàu thuyền chờ quá cảnh và quãng đường đi dài 8,7 km (5,4 dặm) tới đê chắn sóng phía bên ngoài.