西安钟楼剖面图钟楼整体以砖木结构为主，构建于用青砖、白灰砌成的方形基座上。楼体为木质结构，深、广各三间。

自地面至楼顶总高36米，由基座、楼身和楼顶三部分组成。下部砖石结构的正方形基座高8.6米，每边长35.5米，面积约1377.4平方米，内有楼梯可盘旋而上，基座之上为两层木结构楼体，由四面空透的圆柱回廊和迭起的飞檐等组成，高27米。由台阶踏步上至基座的平台可进入一层大厅，大厅四面有门，周为平台，顶有方格彩绘藻井，二层四面有木格窗门与外廊相通。

钟楼构造技术应用了唐宋建筑的法则，又有明代建筑技术的革新，整体呈典型明代重檐三滴水建筑艺术风格。楼分两层，下层为一重屋檐，上层有两重屋檐，四角攒顶覆盖碧色琉璃瓦，各层有斗拱凿景彩绘，四周均有明柱回廊、彩枋细窗及雕花门扇，尤其是各层均饰有斗拱、藻井、木刻、彩绘等古典优美的图案，是一座具有浓郁民族特色的宏伟建筑。

钟楼顶部为三重四面攒尖顶结构，由斗栱支撑。金顶原来是铜皮包裹，木质内心，解放后，人民政府换成了用真金锤成的金铂薄顶 。在微翘的屋檐上覆盖有深绿色琉璃瓦，楼内贴金彩绘，画栋雕梁。基座四面正中各有高与宽均为6米的十字形券洞与东南西北四条大街相通，过去是四条大街交会的通道，人流车辆可以从券洞通过。随着城市建设的发展，券洞无法适应交通流量需要封闭，环楼体周围开辟公路转盘，以钟楼为中心辐射出东、西、南、北四条大街并分别与明城墙东、西、南、北四门相接，地下则开辟有专供人行的环行通道。

西安钟楼平面图钟楼的设计构造体现了中国古代人民的高超智慧，外部的重檐三滴水攒尖顶式不只是增加建筑形制的美观，而且缓和了雨水顺檐下落时对建筑的冲击力，描梁之端的斗拱巧妙地运用了力学原理形成均匀负荷。四角攒尖的楼顶按对角线构筑四条垂脊，从檐角到楼顶逐渐收分，使得金顶稳重庄严。楼上琉璃瓦的板瓦之间扣以筒瓦，以铜质瓦河固定，更使建筑稳固结实，浑然一体。

纵观整个大明王朝，西安钟楼的建筑形制、级别之高甚至超过了当时的国都南京。在皇权社会当中，所有的建筑都要遵循严格的等级制度，西安钟楼的重檐攒尖式屋顶和故宫中和殿相同，所使用描龙画凤的和玺彩绘，同样只使用于皇家建筑当中。