赵州桥的特点是其低拱脚、浅基础、短桥台，充分利用了基底的承载力，避免显著的沉陷，赵州桥以矢跨较小的圆弧石拱代替习惯使用的半圆形拱，矢高为7.23米，净跨为37.35米，矢跨比例只有约五分之一，这使得桥高降低，道路平坦，便于通行。
全桥只有一个大拱，长达37.4米，在当时可算是世界上最长的石拱。桥洞不是普通半圆形，而是像一张弓，因而大拱上面的道路没有陡坡，便于车马上下。
大拱的两肩上，各有两个小拱。这是创造性的设计，不但节约了石料，减轻了桥身的重量，而且在河水暴涨的时候，还可以增加桥洞的过水量，减轻洪水对桥身的冲击。同时，拱上加拱，桥身也更美观。
大拱由28道拱圈拼成，就像这么多同样形状的弓合龙在一起，做成了一个弧形的桥洞。每道拱圈都能独立支撑上面的重量，一道坏了，其他各道不致受到影响。
全桥结构匀称，和四周景色配合得十分和谐；桥上的石栏石板也雕刻得古朴美观。