ลักษณะโดยทั่วไป
สะพานพระราม 8 มีความยาวรวม 475 เมตร สูงเท่าสะพานสมเด็จพระปิ่นเกล้า และความลาดชันไม่เกิน 3% เป็นสะพานหลักช่วงข้ามแม่น้ำ 300 เมตร สะพานยึดช่วงบนบก 100 เมตร และสะพานช่วงโครงสร้างยึดเสา 75 เมตรมีรูปแบบโดดเด่นสวยงามเพราะได้ออกแบบเป็นสะพานขึงแบบอสมมาตรซึ่งหมายความว่ามีเสาสะพานหลักเสาเดียวบนฝั่งธนบุรี และมีเสารับน้ำหนัก 1 ต้นบนฝั่งพระนคร จึงไม่มีเสารับน้ำหนักตั้งอยู่ในแม่น้ำเจ้าพระยา ทำให้ไม่มีปัญหาต่อการสัญจรทางน้ำ ช่วยป้องกันน้ำท่วมและระบบนิเวศวิทยาในน้ำ รวมทั้งไม่กระทบต่อการจัดตั้งกระบวนพยุหยาตราชลมารค
การรับน้ำหนักของสะพาน ได้ติดตั้งสายเคเบิลระนาบคู่ 28 คู่ขึงยึดพื้นช่วงข้ามแม่น้ำ และใช้สายเคเบิลระนาบเดี่ยว 28 เส้น ขึงยึดรั้งกับโครงสร้างยึดเสาสะพานบนฝั่งธนบุรี เคเบิลแต่ละเส้นประกอบด้วยสลิงตั้งแต่ 11-65 เส้น เมื่อเกิดปัญหากับเคเบิล สามารถขึงหรือหย่อนได้ง่าย ไม่จำเป็นต้องปิดการจราจรเหมือนสะพานพระราม 9 เนื่องจากเคเบิลแต่ละเส้นใช้สลิง ภายในซึ่งเป็นขดลวดใหญ่ทำให้ดูแลบำรุงรักษาและซ่อมแซมยากกว่า อีกทั้งสายเคเบิลของสะพานพระราม 8 ยังมีสีเหลืองทอง สีประจำพระองค์ของพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว เมื่อสะท้อนแสงจะส่องประกายสวยงาม โดยเฉพาะยามค่ำคืน
ด้านมาตรฐานความปลอดภัยได้ทดสอบแรงดึงในลวดสลิง 1 ล้านครั้ง โดยใช้แรงดึงปกติ 10 ตัน ไม่มีปัญหา และต้องใช้แรงดึงถึง 27 ตัน ลวดสลิงถึงขาดแต่ก็แค่ 1% เท่านั้น นอกจากนี้ได้มีการทดสอบแรงลม แรงสั่นสะเทือน ทิศทางลม รวมทั้งติดตั้งเครื่องวัดไว้ตลอด 24 ชั่วโมง เพื่อดูความผิดปกติที่อาจจะเกิดขึ้น
สะพานพระราม 8 เป็นสะพานขึงแบบอสมมาตรที่ติดอันดับ 5 ของโลก รองจากประเทศเยอรมนีซึ่งติดอันดับถึง 3 สะพาน และประเทศเนปาล โดยนับจากความยาวช่วงของสะพานส่วนสะพานพระราม 9 ซึ่งเป็นสะพานขึงตัวแรกแต่เป็นแบบสมมาตร เพราะมี 2 เสา ถือว่าอยู่ในอันดับที่ 18 ของโลก โดยนับความยาวช่วงของสะพานได้ 450 เมตร
ความโดดเด่นสวยงาม ที่เกิดขึ้น ผสมผสานไปด้วยศิลปะแบบไทย ๆ จากแนวคิดในการสร้างเพื่อเป็นพระบรมราชานุสรณ์เฉลิมพระเกียรติในหลวงพระบาทสมเด็จพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล รัชกาลที่ 8 กรุงเทพมหานคร จึงได้อัญเชิญ "พระราชลัญจกร" ซึ่งเป็นสัญลักษณ์ประจำพระองค์ มาเป็นต้นแบบในการออกแบบทางสถาปัตยกรรม
ส่วนประกอบต่าง ๆ ของสะพานเน้นความโปร่งบาง เรียบง่าย และสวยงาม วัสดุที่ใช้ในโครงสร้างของสะพานเหมาะสมกับสภาพแวดล้อม เช่น ในส่วนสะพานเสาสูงรูปตัว Y คว่ำ เป็นเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก ทำหน้าที่หิ้วส่วนโครงสร้างสำคัญอื่น ๆ ของสะพาน ซึ่งมองเห็นได้ในระยะไกล ๆ ได้ออกแบบโดยใช้เค้าโครงมโนภาพของเรือนแก้ว
ราวกันตก ซึ่งทำจากโลหะออกแบบเป็นลวดลายที่วิจิตรและอ่อนช้อย จำลองมาจากดอกบัวและกลีบบัวเสาโครงสร้างใต้แผ่นพื้นตกแต่งด้วยลวดลาย ที่จำลองจากดอกบัวใช้วัสดุที่มีน้ำหนักเบา มีคุณสมบัติช่วยสะท้อนแสงลงสู่ผิวจราจรใต้ทางยกระดับ ช่วยเพิ่มความสว่างบริเวณใต้ทางยกระดับและประหยัดไฟฟ้าในเวลากลางคืน
สิ่งพิเศษสุดของสะพานพระราม 8 ที่สะพานอื่นในกรุงเทพ ฯ ยังไม่มีก็คือ ที่ปลายยอดเสาสูงของตัวสะพานจะมีจุดชมทิวทัศน์ ซึ่งมีโครงสร้างโลหะกรุกระจกลักษณะคล้ายดอกบัว สูงจากพื้นดินถึง 165 เมตร หรือสูงเท่าตึก 60 ชั้น พื้นที่ 35 ตารางเมตร จุคนได้ครั้งละเกือบ 50 คนซึ่งจะเปิดให้บริการกับประชาชนทั่วไปด้วยแต่การก่อสร้างส่วนนี้จะแล้วเสร็จภายหลังพร้อม ๆ กับลิฟต์ของคนพิการซึ่งอยู่หัวมุม 2 ฝั่งแม่น้ำ ประมาณเดือนกันยายน เนื่องจากโครงสร้างเสาสูงเป็น แบบตัว Y คว่ำการขึ้นลงจุดชมทิวทัศน์จึงต้องติดตั้งลิฟต์ทั้งในแนวเฉียงและแนวดิ่ง โดยเป็นแนวเฉียงจากพื้นดิน 80 เมตรก่อน จากนั้นจึงเป็นแนวดิ่งอีก 155 เมตร แต่บรรทุกได้เที่ยวละประมาณ 5 คน ใช้เวลาขึ้น-ลง 2-3 นาที นอกจากนี้ยังมีลิฟต์ธรรมดาอยู่คนละด้านเพื่อใช้สำหรับเจ้าหน้าที่ในการดูแลและตรวจตราสะพาน
ความกลมกลืนของเมืองเก่ากับเทคโนโลยีสมัยใหม่
สะพานพระราม 8 เป็นสะพานขึงแบบอสมมาตรเสาเดี่ยว 3 ระนาบที่ยาวที่สุดในโลก[ต้องการอ้างอิง] กล่าวคือ ขึงด้วยเคเบิลระนาบคู่บริเวณตัวสะพาน (Main Bridge) จำนวน 28 คู่ และขึงด้วยเคเบิลระนาบเดี่ยวช่วงหลังสะพาน (Back Span) จำนวน 28 เคเบิล สะพานมีความยาวทั้งสิ้น 475 เมตร โดยมีช่วงตัวสะพานยาว 300 เมตร (ซึ่งนับว่ายาวที่สุดในโลกในสะพานที่มีลักษณะนี้) และช่วงหลังสะพานยาว 175 เมตร เปรียบเทียบกับสะพาน Nový Most ข้ามแม่น้ำดานูบในประเทศสโลวาเกีย ช่วงกลางสะพานยาว 303 เมตร และความยาวทั้งหมดรวมทั้งสิ้น 430.8 เมตร
ไม่มีเสาหรือตอม่อกลางน้ำ แต่มีเสาขนาดใหญ่เพื่อรับสายเคเบิลเพียงเสาเดียว บนฝั่งธนบุรี และไม่มีตอม่อกลางน้ำที่จะกีดขวางทางไหลของน้ำและบดบังความสง่างามของอาคารราชการ และกลุ่มโบราณสถานอันทรงคุณค่าทางประวัติศาสตร์และวัฒนธรรม
ผ่านการทดสอบที่ทันสมัยที่สุดในโลก โดยเป็นสะพานที่ผ่านการทดสอบอุโมงค์ลมที่ห้องทดลองของบริษัท Rowan Williams Davies & Irwin Inc. (RWDI) ที่เมืองเกลฟ์ (Guelph) ประเทศแคนาดา ซึ่งเป็นห้องทดลองที่ทันสมัยที่สุดในโลก การทดสอบแบบจำลองของสะพานพระราม 8 ในอุโมงค์ลม ทำให้มั่นใจว่าโครงสร้างสะพานมีความมั่นคงแข็งแรง สามารถทนแรงลมสูงสุดได้ 60 เมตรต่อวินาที (216 กิโลเมตรต่อชั่วโมง)
ผลกระทบจากการก่อสร้าง
อย่างไรก็ตาม การก่อสร้างสะพานพระราม 8 ก็มีผลกระทบกับคนกลุ่มหนึ่งซึ่งเป็นชุมชนรายรอบการก่อสร้างต้องสละถิ่นฐานที่เคยอยู่เพื่อส่วนรวม แต่ใช่ว่าสะพานเสร็จแล้ว ชุมชนจะเลือนหายไปเหลือแค่ความทรงจำ กรุงเทพมหานครยังตระหนักในเรื่องนี้ แม้ไม่อาจทำให้ฟื้นกลับให้เหมือนเดิม แต่อย่างน้อยพื้นที่ที่เคยเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยจะถูกนำมาจำลองไว้ โดยจะเข้าไปปรับปรุงพื้นที่ 50 ไร่ บริเวณสะพานพระราม 8 เพื่อก่อสร้างสวนสาธารณะขนาดใหญ่ ซึ่งรวมถึงพิพิธภัณฑ์ของรัชกาลที่ 8 พระราชกรณียกิจของกษัตริย์ไทยสมัยกรุงรัตนโกสินทร์ และพิพิธภัณฑ์ที่แสดงถึงวิถีชีวิตดั้งเดิมของประชาชนในพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากโครงการ อาทิ ชุมชนบ้านปูน โรงงานสุราบางยี่ขัน ซึ่งให้จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยเป็นผู้ออกแบบรายละเอียด