يتكون مبنى المكتبة من عدة مباني رئيسية منها المكتبة الرئيسية ومتحفي التاريخ الطبيعي والعلوم بالإضافة لصالات العرض وقاعات الفنون والقبة السماوية. ويضم كذلك المبنى كافتيريا معلقة على ارتفاع 100 متر مجملة بشرفات تطل على المناطق المحيطة
تتكون دعامة المبنى الرئيسي للمكتبة من ثلاث أبراج أسطوانية قطر كل واحد منها 18 مترا يرتفع عليها مبنى المكتبة ممتدا شمالا وجنوبا وله أجنحة أكثر عرضا في الأدوار العليا.
المبنى العلوي:
يقع المبنى العلوي فوق الأبراج الثلاثة والذي سيثبت عليهم معظم أدوار المكتبة العلوية وسوف يحاط كل طابق بمظلة شمسية حيث سيبدو المبنى بأجنحة مرتفعة. أما سقف البناية سيكون مفتوحا للجمهور كمزار سياحي مطلا على مدينة الدوحة.
المنطقة المركزية:
ستشكل المنطقة المركزية الواقعة بين الأبراج الثلاثة المدخل الرئيسي للمكتبة، كما سيتصل بمبنى القبة السماوية كروية الشكل والذي هو عبارة عن نموذج للنظام يقع في الزاوية الشمالية الشرقية من القاعدة.
الجزء السفلي:
يتضمن الجزء السفلي من المبنى الرئيسي والذي يأخذ شكل المنصة على متحف للتاريخ الطبيعي ومتحف للعلوم وقاعات للفنون وسيتم العمل على المناطق المجاورة للبناية لتبدو كمبنى عائم
مراحل لتركيب ورفع المبنى الأعلى بارتفاع 8 طوابق فوق الأبراج الثلاثة
غرس الخوابير وصب الخرسانة ة والقواعد التي تقام عليها الأبراج الثلاثة
إنشاء الأبراج الخرسانية التي يقوم عليها المبنى وتركيب الجزء العلوي المكون من الحديد في الأبراج
تركيب جسم المكتبة العلوي على الأرض بارتفاع 8 طوابق وطوله 180 مترا وذلك حول الأبراج
رفع جسم المكتبة لتركبيه أعلى الأبراج بواسطة حبال شد ورافعات هيدروليكية خاصة تستطيع رفع 15 ألف طن
سيتم تغليف الحديد بالأسمنت والخرسانات والرخام الجرانيت والزجاج وإكمال الأعمال الميكانيكية والكهربائية