鼓楼建于高大的长方形台基之上,为砖木结构,通高34米。高台砖基座东西长52.6米,南北宽38米,高8米。基座南北正中辟有高宽均6米的拱卷门洞,供人车出入,南通西大街,北通北院门。面积1998.8平方米,登陆踏步已由原来的西北侧改为如今的正东侧。
鼓楼为梁架式木结构楼阁建筑,上下两层,重檐三层。正面(南向)为七间。进深三间,四周回廊深度各为一间,按楹柱距离计算,正面为九间,侧面为七间,即古代建筑中俗称的“七间九”。屋面覆盖以剪边灰瓦,楼基除两端尾外,不加其它装饰,尽显雄浑庄严。
鼓楼建筑形式是歇山式重檐三滴水。鼓楼呈长方形,分上下两层。第一层楼上置腰檐和平座,第二层楼为重檐歇山式顶,上覆灰瓦,绿色琉璃瓦剪边。上下两层面阔各为7间,进深均为3间,四周环有走廊。楼的外檐和平座都装饰有青绿彩绘斗拱,使楼的整体显得层次分明,华丽秀美。
鼓楼的构造技术,在应用了唐朝风格、宋代建筑法则的基础上又有不少创新。全楼结构无一铁钉,楼檐和平座都使用了斗拱构造原理,外观楼体古雅雄健,富有民族特色。
屋顶是中国古代建筑之冠冕。早在汉代,劳动人民就创造出多种如庑殿、歇山、悬山、攒尖等形式的屋顶。在君主专制社会里,屋顶有着严格的等级制度,重檐即是统治阶级为提高其权威而独占的一种形式:重檐庑殿为最尊,如故宫太和殿;重檐山次之,如天安门。鼓楼的屋顶形式即“歇山顶”式,与天安门等同,但比其还高出一米。
建筑彩绘,也是中国传统建筑的主要特征之一。以浓艳彩描绘的各种图案,既有装饰效果,又可保护木材。在中国君主专制社会里,建筑色彩使用同样具有严格的等级限制:金、珠、黄最尊贵的和玺彩绘为第一等,只用于帝王贵族象征皇权的建筑;青、绿的旋子彩绘次之,用于文武百官的宅第;苏式彩绘则位居第三。西安鼓楼上分别使用了和玺彩绘和旋子彩绘,并绘有沥粉金龙,成为古建筑彩绘的精品之作 。纵观整个大明王朝,西安鼓楼的建筑形制、级别之高甚至超过了当时的国都南京。