Thiết kế cho Tokyo Skytree được công bố vào ngày 24 tháng 11 năm 2006,[7] dựa trên ba quan niệm sau đây:

• Dung hợp thiết kế tân vị lai[8][9] và vẻ đẹp truyền thống của Nhật Bản,
• Xúc tác cho phục hưng thành phố,
• Đóng góp cho phòng ngừa động đất – "An toàn và An ninh".

Phần chân tháp là một cấu trúc tương tự một kiềng ba chân; từ độ cao khoảng 350 m (1.150 ft) trở lên, cấu trúc tháp có hình trụ để tạo góc quan sát toàn cảnh sông và thành phố.[10]Có các đài quan sát tại độ cao 350 m (1.150 ft) với sức chứa lên tới 2000 người, và tại độ cao 450 m (1.480 ft) với sức chứa 900 người.[11] Đài quan sát phía trên là một đường tản bộ không gian có hình xoắn ốc, che bằng kính, du khách đi quãng đường có độ cao chênh tổng cộng 5 mét đến điểm cao nhất của tầng trên. Một đoạn sàn bằng kính tạo cho du khách một góc quan sát thẳng xuống bên dưới.[12]

Tokyo Sytree chống được động đất, gồm một trục trung tâm làm bằng bê tông cốt thép. Trụ chính gắn với cấu trúc ở phía ngoài đến độ cao 125 mét (410 ft) từ mặt đất. Từ đó cho đến độ cao 375 mét (1.230 ft) trụ gắn với khung tháp bằng các bộ giảm chấn dầu, đóng vai trò như đệm trong một trận động đất. Theo những nhà thiết kế, các bộ giảm chấn dầu có thể hấp thu 50% năng lượng từ một trận động đất.[13][14]

Khung lưới bên ngoài được sơn một màu với tên chính thức là "trắng Skytree". Đây là một màu căn bản dựa trên một màu trắng hơi xanh truyền thống Nhật Bản gọi là "lam bạch" aijiro (藍白, aijiro?).[15]

Thiết kế chiếu sáng được công bố vào ngày 16 tháng 10 năm 2009. Hai mô hình chiếu sáng lấy cảm hứng từ các phạm trù thẩm mỹ cổ điển Nhật Bản, màu thiên thanh Iki (粋, túy) và hồng miyabi (雅, nhã) được sử dụng luân phiên hàng ngày. Tháp được chiếu sáng bằng các đèn LED.[16]

• Iki
• Miyabi