上海环球金融中心由美国KPF建筑事务所,和日本株式会社入江三宅设计事务所共同设计,结构设计来自于籁思理·罗伯逊联合股份有限公司(LERA),为钢筋混凝土结构(SRC结构)、钢结构(S结构)。上海环球金融中心形态和构架来源于“天地融合”的构想,将高楼“演绎”为连接天与地的纽带。
上海环球金融中心的主体是一个正方形柱体,由两个巨型拱形斜面逐渐向上缩窄于顶端交会而成,方形的棱柱与大弧线相互交错,凸显出大楼的垂直高度。为减轻风阻,在原设计中建筑物的顶端设有一个巨型的环状圆形风洞开口,借鉴了中国庭园建筑的“月门”,后来将大楼顶部风洞由圆形改为倒梯形。