新广州站的总投资130亿元（不含地铁），整体建筑包括主站房、站台无柱雨棚、高架车场、站台下停车场，以及生产用房等等。

数度遴选“九里挑一”——从外形上看，新广州站设计非常突出岭南特色，且规模宏大，建筑组织结构简单明了、引导性强，旅客在站内有明确的认知感，能够了解自己在站内的方位，迅速疏散。同时，结合车站不同部位的人员密集程度合理设计内部空间，保证车站内各功能区域的宜人尺度，站台实现无柱大空间。

新客站的建筑总高度约为50多米，中部有一个64米大跨拱形结构，非常精美。除此之外，整个车场内将均匀设置5条宽4米的采光带，以改善车场下方的通风采光条件。同时利用采光带的宽度调整站台间距，使车场分为5块宽度相同的部分，与站台雨棚对应形成相同的建筑单元。该方案的出炉是从初始9个方案中，经过数度遴选挑中的。这9个方案分别由16家国内外知名设计单位所组成的9个设计联合体提供，其中包括铁道第四勘测设计院、广州市设计院、法国AREP公司、德国铁路咨询顾问公司。

新广州火车站位于珠江半岛的平原处，广州市南郊自然风光区，它是城际高速铁路、省际快线、公共交通地铁和现有城市体系结合而成的交通枢纽。整个建筑如同巨大的白色翅膀划过天际，与城市交通连成一体的道路如同触角向城市方向延伸，建成后车站将成为广州市的一个标志性建筑。

由于广州火车站是全国最为繁忙的火车站之一，其原有的车站已无法满足日益增加的客货运流量的要求。拟建的新广州火车站不仅要在使用功能上满足发展的要求，而且更要体现出现代化车站的高起点和高品质。

火车站屋盖的结构形式十分新颖独特，两道巨型的白色拱是整个火车站的亮点，其重量是由拱、柱以及钢桁架共同承载的，屋面材质采用铝板。整个结构形式既满足了外形要求又突出了结构的先进性。

车站的主要功能是给乘客提供舒适的候车环境和安全便捷的疏散路线。其不同的目的地、巨大的人流量决定了解决乘客流线成为最重要的功能问题，设计按功能要求清楚地分流了所有方向的乘客和各类车辆。出发区和等待区位于车站大厅的二层，到达区位于一层。车站连接了建筑两侧的两个城市广场，到达区和出发区的车道采用高架分层设置，顺畅且互不干扰。汽车站和地铁站位于车站大楼的中心，直接在两个主要客流流动区的下方，旅客出行的路线短捷而通畅。

为了保护周围的自然环境，保持花城的概念，火车站的外形与总体布置上采用融合性的过渡和呼应。同时，车站将成为今后发展的中心，它使两个城市广场在公共和商业功能性上实现了高质量的连接。