虎门大桥东西索塔为门式框架结构，由两侧塔柱及其之间的三道系梁组成；两侧塔柱为钢筋混凝土空心薄壁箱型结构，三道系梁均为钢筋混凝土空心箱型截面，预应力束布置在腹板内并穿过塔柱锚于塔壁外侧；受不同地质条件影响，东西索塔分别采用群桩基础和分离式扩大基础。

虎门大桥是一座集多处桥隧为一体的群体工程，全路段共有23座大小桥梁（包含3座特大桥）、三座隧道、两座大型互通立交桥和一座大型收费站。其中，大桥从东向西的主体建筑依次为太平立交桥、白花山双隧道、南面山隧道、威远立交桥、东引桥、主航道桥、中引桥、辅航道桥和西引桥；大涌桥（深湾高架桥）和坦尾立交桥为虎门大桥西延线工程；全线各立交桥段经由匝道与其它公路衔接；全桥主路段呈正东正西方向布置。