海心桥设计定位为广州中轴线CBD地标建筑，主桥采用中承式曲梁斜拱人行桥，主梁平面采用圆弧形布置，桥宽15米；拱向东倾斜10°，拱跨198米，立面拱高56米，桥面至拱顶高差35米，矢跨比1/3.4，主梁为曲线梁，中跨桥面宽15米，主梁最宽位置近20米,桥面东侧步道全长约273米，西侧步道全长250.37米，全桥设置23根吊杆，是世界上跨度最大、桥面最宽的曲梁斜拱人行桥。