滨海站站房建筑面积8.6万平方米、站场规模3台6线，是世界最大、最深的全地下高铁站房。滨海站紧靠海河、毗邻渤海，项目所在地为海相沉积土层，上部有近20米的淤泥层、下部为40米深的超厚沙层。

施工单位克服了基坑深、地质差、地下水多等难题，围绕整座站房建造了一道厚1米、长1435米的“城墙”，65米超深地下连续墙更是创造了高铁站房之最，为国内高铁站房建设填补了技术空白。

滨海站以海洋文化为灵感设计，灵感来源于鹦鹉螺和向日葵的螺旋线，贝壳式螺旋线形屋面为单层网壳结构，长144米，宽81米，高26米，结构形式为大跨度空间复杂曲线网格结构，中间没有任何支撑、全靠周边基座施力，主要杆件采用36根正螺旋和36根反螺旋，变截面曲线钢箱梁相互编织在一起，大跨度双螺旋单层网壳结构关键技术研究与应用，是全球首例单层大跨度网壳穹顶钢结构工程。

基于对地下站房采光和穹顶承重的考虑，滨海站建设过程中采用了钢结构和膜结构相结合的设计理念，车站膜材料采光性好、安全系数高，使旅客在站内可以仰望天空，也可以通过透明的穹顶看到周围的如画景致，打造通透、明亮、新颖的建筑空间。

滨海站采用的与水立方相同材质的ETFE气膜，仅依靠自然雨水及风即可完成外壳自洁，总面积为7060平方米膜结构，被分为783个大小不一的气枕，项目部在钢结构安装的同时，对每一个气枕膜的尺寸进行了高精度测量定位，为了不让气枕膜被尖锐物体划伤，项目部在气枕膜上安装支架防止鸟类停歇所造成的不必要伤害，还在顶部中央区域的18块气枕膜周边安装了440度电阻丝，有效解决了防火和气体排放的问题。