寶頂，仿照中國宮殿建筑的傳統形式，紀念堂大寶頂高3.79米，最大直徑2.596米，由36166張法國金箔玻璃馬賽克鑲砌，金光四射。

內堂，按照建筑力學原理，凸顯西方建筑風格的內堂建筑。隱蔽在墻壁間的8根柱子，支撐著巨大的鋼桁架，承托起八角琉璃瓦頂，大堂跨度71米，中間無一柱遮擋視線。

柱頭飾，以羊頭為圖案的柱頭飾，蘊含著廣州“五羊獻穗”的美麗傳說。

紀念堂正面抱廈上下檐間，孫中山手書“天下為公”，蘊意深刻：國家為人民所共有，政府為人民所共管，國家利益為人民所共享。

紀念堂的屋頂共分四層，層層飛檐出翹，組成一個有機的屋頂群，四面環抱著中央八角攢尖琉璃瓦尖頂，層次分明，莊重大方。

在正門東西兩夾角的重檐下，各有一組三扇梯級狀的格心窗。自然采光和人工照明結合，自然通風和機械通風結合，體現了設計者對大空間建筑的生態設計思想。