國家體育場建築頂面呈鞍形，長軸爲332.3米，短軸爲296.4米，最高點高度爲68.5米，最低點高度爲42.8米。在保持“鳥巢”建築風格不變的前提下，新設計方案對結構佈局、構建截面形式、材料利用率等問題進行了較大幅度的調整與優化。原設計方案中的可開啓屋頂被取消，屋頂開口擴大，並通過鋼結構的優化大大減少了用鋼量。大跨度屋蓋支撐在24根桁架柱之上，柱距爲37.96米。主桁架圍繞屋蓋中間的開口放射形佈置，有22榀主桁架直通或接近直通。爲了避免出現過於複雜的節點，少量主桁架在內環附近截斷。鋼結構大量採用由鋼板焊接而成的箱形構件，交叉佈置的主桁架與屋面及立面的次結構一起形成了“鳥巢”的特殊建築造型。主看臺部分採用鋼筋混凝土框架一剪力牆結構體系，與大跨度鋼結構完全脫開。
“鳥巢”是2008年北京奧運會主體育場。由2001年普利茨克獎獲得者赫爾佐格、德梅隆與中國建築師合作完成的巨型體育場設計，形態如同孕育生命的“巢”，它更像一個搖籃，寄託着人類對未來的希望。設計者們對這個國家體育場沒有做任何多餘的處理，只是坦率地把結構暴露在外，因而自然形成了建築的外觀。
“鳥巢”以巨大的鋼網圍合、覆蓋着9.1萬人的體育場；觀光樓梯自然地成爲結構的延伸；立柱消失了，均勻受力的網如樹枝般沒有明確的指向，讓人感到每一個座位都是平等的，置身其中如同回到森林；把陽光濾成漫射狀的充氣膜，使體育場告別了日照陰影；整個地形隆起4米，內部作附屬設施，避免了下挖土方所耗的巨大投資。
鳥巢是一個大跨度的曲線結構，有大量的曲線箱形結構，設計和安裝均有很大挑戰性，在施工過程中處處離不開科技支持。“鳥巢”採用了當今先進的建築科技，全部工程共有二三十項技術難題，其中，鋼結構是世界上獨一無二的。“鳥巢”鋼結構總重4.2萬噸，最大跨度343米，而且結構相當複雜，其三維扭曲像麻花一樣的加工，在建造後的沉降、變形、吊裝等問題正在逐步解決，相關施工技術難題還被列爲科技部重點攻關項目。
說起Q460鋼材，大多數人可能都不瞭解。“鳥巢”結構設計奇特新穎，而這次搭建它的鋼結構的Q460也有很多獨到之處：Q460是一種低合金高強度鋼，它在受力強度達到460兆帕時纔會發生塑性變形，這個強度要比一般鋼材大，因此生產難度很大。這是國內在建築結構上首次使用Q460規格的鋼材；而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標準中，Q460的.最大厚度也只是100毫米。以前這種鋼一般從盧森堡、韓國、日本進口。爲了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，河南舞陽特種鋼廠的科研人員開始了長達半年多的科技攻關，前後3次試製終於獲得成功。如今，爲“鳥巢”準備的Q460鋼材已經開始批量生產。2008年，400噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將撐起“鳥巢”的鐵骨鋼筋。
——小鳥築巢
從東剛果至南非州熱帶稀樹幹草原，常常可以見到有一種叫蒼頭燕雀的織布鳥。它們用草和許多不同柔韌度的纖維織成的巢，象一粒粒奇異的果實一樣懸掛在樹枝上。織布鳥選擇結實的動物毛髮——最常見的是斑馬或羚羊身上的毛，將巢牢牢地系在樹枝上，還用嘴將毛髮纏成總是一個式樣的結子作爲記號。這樣的鳥巢能承受在裏面棲身的一對成年雀鳥和幾隻幼鳥的全部重量，任憑風吹雨打也不會脫落下來。
本世紀初，自然科學愛好者矣熱恩·瑪雷發現年輕的雀鳥在築巢時並未仿效它們的年長夥伴。爲了排除年輕雀鳥受訓的可能，矣熱恩從織布鳥巢取走幾粒卵，把它們偷偷地放到他家哺養的金絲雀的巢裏去孵化。當雛鳥破殼而出逐漸長大後，又把它們轉移到另一個特定的地方， 讓它們在那裏結成“伴侶”，生兒育女，同時不讓它們獲得可供築巢的任何合適材料，而是讓它們直接把卵產在籠底。產下的卵又取走，再讓金絲雀孵化……就這樣反覆試驗，使得第四代的織布鳥不僅斷絕了與前輩和自然界的聯繫，而且完全被人工所馴化。
現在，他在鳥籠裏放進一小撮草，一些纖細樹枝和纖維物。織布鳥就在籠裏利用這些材料開始工作。很快，鳥兒就編好了懸掛在籠子裏的巢，而且其式樣與它們自由自在的上幾代所營造的巢毫無二致。它們熟諳營造技術，這方面的知識絕不比它們的曾祖、高祖遜色。它們也懂得用鬆軟但不夠結實的馬的毛墊在籠子底部，而決不會將它錯織到巢壁上。如材料有剩，它們就會用剩料來加固巢與籠上樹條的聯接，用它紮成帶“商標”的特別的結子。
