上海环球金融核心由美国KPF建筑事务所，和日本株式入江三宅国际设计公司一起设计，总体设计是来自于籁思理·罗伯逊协同有限责任公司（LERA），为混凝土结构构造（SRC构造）、钢架结构（S构造）。上海环球金融核心结构和框架来自“新天地结合”的设想，将高楼大厦“诠释”为联接天与地的桥梁。上海环球金融核心的核心是一个正方形圆柱体，由2个超大弧形斜坡慢慢往上变窄于顶部交易会成的，正方形的棱柱和大斜线相互交错，展示出大厦的垂直高度。为缓解空气阻力，在原有设计里建筑物顶部配有一个超大的环形圆形乘波体张口，参考了我国庭苑建筑物的“月门”，之后将大厦顶端乘波体由环形改成梯形。
上海环球金融核心六层大多为框筒和超大柱构造，该结构施工选用自主开发研制出提升钢结构平台模版机制和进口液压机全自动爬模管理体系。上海环球金融核心六层的外墙装修选用单元机幕墙，夹层玻璃方式选用夹层玻璃空心或中空Low—E夹层玻璃，达到安全性、美观大方、环保节能必须。