国家歌剧院是一座高大的方形罗马式建筑，是仿照意大利文艺复兴时期大剧院的式样，全部采用意大利生产的浅黄色大理石修成的。正面高大的门楼有5个拱形大门，楼上有5 个拱形窗户，窗口上立着5 尊歌剧女神的青铜雕像，分别代表歌剧中的英雄主义、戏剧、想象、艺术和爱情。在门楼顶上，两边矗立搜趣网的是骑在天马上的戏剧之神的青铜塑像。门楼内的墙壁上画的是莫扎特的最后一部歌剧《魔笛》中的精彩场面。修复后的剧院设备已全部现代化，更为适应歌剧的演出。这里可以同时向50 个国家或地区的电台和9 个电视台转播演出实况。在休息大厅和走廊的墙壁上挂着许多油画，画的是最有成就的音乐家的最优秀的歌剧中的最精彩场面，有韦伯的《魔弹射手》，莫扎特的《费加罗的婚礼》、《魔笛》、《唐璜》，贝多芬的《费得里奥》，罗西尼的《塞尔维亚理发师》等等。在每幅壁画的上端还竖立着音乐家本人的金色头像。
在靠近主梯的回廊上端还有海顿、舒伯特、勃拉姆斯、瓦格纳、施特劳斯父子等音乐巨匠以及维也纳国家歌剧院历任剧院经理如马勒、理查德施特劳斯等人的半身塑像。

国家大剧院歌剧院是国家大剧院内比较宏伟的建筑，以金色为主色调。主要上演歌剧、舞剧、芭蕾舞、及大型文艺演出。国家大剧院歌剧院观众厅设有池座一层和楼座三层，共有观众席2398个（含站席）。国家大剧院歌剧院有具备推、拉、升、降、转功能的先进舞台，可倾斜的芭蕾舞台板，可容纳三管乐队的升降乐池。这些世界领先水平的舞台机械设备为艺术家的现场表现提供了丰富可能。