南中環橋結合周邊的環境及使用功能要求，采用了首創的蝶形多索面下承式系桿拱橋的結構形式；外傾式的主、副拱間通過弧形拉桿連接，超寬的橋面通過6索面分擔受力，形成其獨特的造型，烘托出創新、發展的新時代主題，建成后成為具有全國影響力的橋梁景觀地標。
建筑形式
主橋設計構思源于太原市八景之一的“蒙山曉月”，采用外傾式的主、副拱，通過拉桿相連，配以波浪式的拱形梁橋，在夜景燈光的照射下，仿佛一彎新月從波光粼粼的水面上升起；從橋面望去，大橋又如大鵬展翅，兩側大懸臂弧形人行道與之相互呼應，形成又一獨特造型，可謂是“一橋多景”。
構造設計
南中環橋標準寬度52.5m，跨中處最大橋寬為71米，為國內設計的下承式系桿拱橋寬度之最。為滿足超寬的功能需求，創新性地設計了包括主吊桿、副吊桿及斜拉桿在內的6索面體系，在滿足功能要求的同時，豐富了景觀造型層次。
為保證拱的側向穩定性，采用斜吊桿使其平衡，并獨創了耳叉結構作為斜拉吊桿的錨固構件以滿足通行凈空的需求。耳叉采用了箱型斷面，有效保證其抗彎抗扭剛度。主受力板與主梁隔板對應，為達到斜拉桿的錨固角度，分叉處鋼板的構造及厚度的選擇綜合考慮了受力及彎曲半徑的要求。
為保證拱座不侵占車行道通行凈空，副拱從拱座頂向下逐漸收至主拱拱座并與之融為一體。該處拱座構造設計，在國內外尚屬首例。設計中對拱座節點受力性能及施工可行性等系列難題，采用空間三維放樣，實體計算分析，進行了多種構造形式的優化比選，最終采用了剪力釘+多隔板過渡的拱座形式。
大橋造型優美，構思獨特，建筑造型和結構受力和諧統一，建成后不僅滿足了城市交通功能，同時也為太原市增添了一處優美的城市風景，更作為太原的“城市名片”多次出現在“中博會”等重要宣傳活動中。
