宝顶，仿照中国宫殿建筑的传统形式，纪念堂大宝顶高3.79米，最大直径2.596米，由36166张法国金箔玻璃马赛克镶砌，金光四射。

内堂，按照建筑力学原理，凸显西方建筑风格的内堂建筑。隐蔽在墙壁间的8根柱子，支撑着巨大的钢桁架，承托起八角琉璃瓦顶，大堂跨度71米，中间无一柱遮挡视线。

柱头饰，以羊头为图案的柱头饰，蕴含着广州“五羊献穗”的美丽传说。

纪念堂正面抱厦上下檐间，孙中山手书“天下为公”，蕴意深刻：国家为人民所共有，政府为人民所共管，国家利益为人民所共享。

纪念堂的屋顶共分四层，层层飞檐出翘，组成一个有机的屋顶群，四面环抱着中央八角攒尖琉璃瓦尖顶，层次分明，庄重大方。

在正门东西两夹角的重檐下，各有一组三扇梯级状的格心窗。自然采光和人工照明结合，自然通风和机械通风结合，体现了设计者对大空间建筑的生态设计思想。