Véritable vaisseau sportif à l’allure dynamique, le bâtiment a bénéficié des matériaux et techniques les plus modernes et les plus variés : mélange de verre, béton et charpente métallique, système de fondation par C.M.C (Colonnes à module contrôlé), isolation phonique en raison du bruit de l'autoroute, système de rafraîchissement pour éviter l’effet de serre, surventilation nocturne, etc.
La façade principale dispose d’un écran géant de 6,5 m x 7,5 m (le plus grand de France) où peuvent être retransmises en direct des manifestations sportives.

- Dimensions du bâtiment : 160 m de long, 90 m de large, 9 à 18 m de hauteur, 10 000 m2 d’emprise au sol.

- 13 000 m2 de surface utile dont une grande salle omnisports de 4000 m2 pouvant accueillir des compétitions de toutes disciplines de niveau national ou européen (basket, handball, volley-ball, tennis, badminton, gymnastique, arts martiaux, boxe, trampoline, escalade, patinage, pétanque, etc.) avec une aire d'évolution de 85 m sur 55 m et des gradins de 4 356 places modulables (3000 places fixes). De forme elliptique, cette salle principale garantit au public une proximité avec les sportifs et a été conçue pour qu’aucun obstacle visuel ne vienne obturer le regard des spectateurs.

- Autres salles sportives : gymnase d'entraînement (1270 m2 et mur d’escalade) permettant toutes les disciplines scolaires ainsi que des compétitions jusqu’au niveau national avec une tribune de 250 places ; salle d’agrès gymnastique mixte (460 m2) ; salle pour les arts martiaux (230 m2) ; salle de pans pour escalade (100 m2 et 9 m de hauteur) ; salle de musculation et de cardio-training (250 m2) ; salle de fitness (200 m2) ; salles équipées des matériels sportifs correspondant à leur utilisation.

- Annexes sportives : 12 vestiaires/sanitaires (780 m2 au total) pour les joueurs, 4 vestiaires pour les arbitres ; une infirmerie ; un espace médical anti-dopage.- Espaces réservés au public : 2 000 m2 comprenant le hall d’accueil, deux buvettes, les coursives, les sanitaires et une infirmerie publique.

- Administration et services : bureaux administratifs pour la gestion (100 m2) ; salles annexes (2 515 m2) ; dépôts pour les matériels sportifs et locaux techniques (635 m2) ; logement du gardien, loge, PC sécurité, vestiaires du personnel, sanitaires (225 m2 au total).

- Accès routier à partir de Malbousquet : création de 1300 m de voies entre Malbousquet et la rue Mattio pour desservir le complexe sportif ; chaussée de 6 m de large à double sens de Malbousquet jusqu'au parking de la salle sur 800 m de long ; piste cyclable et trottoir de Malbousquet jusqu'à la rue Mattio.

- Les bus bénéficient d’un accès propre, pour les lignes urbaines comme pour les transports scolaires.

- Réalisation d'un environnement végétalisé le long de la voie.

- Éclairage spécifique pour assurer la sécurité des cheminements et la mise en valeur des remparts Vauban et des fortifications Napoléon III.

- Parking public arboré de 321 places dont 21 pour les personnes à mobilité réduite ; 50 places pour les 2 roues.

- Aménagement d'un parking réservé aux bus au nord de la salle et d’un autre parking de 104 places entièrement sécurisé. 440 places supplémentaires sont disponibles au parking Delaune à moins de 5 minutes à pied par la passerelle du Pont du Las.De plus, grâce à son implantation en ville, le Palais de Sports est facilement accessible à pied (passerelle piétonne enjambant l’autoroute) et par les transports en commun (Bus du réseau Mistral : lignes 1, 8, 11b et 36 qui desservent l’arrêt Fénelon situé avenue du XVe Corps).