上海长江大桥全桥由主航道桥、辅航道桥、江中非通航孔桥、陆上引桥、两座桥塔以及各桥墩组成；主桥路段平面路线呈“S”型，呈东北至西南方向布置。

上海长江大桥位于万里长江入海口，成为上海地区的又一标志性建筑，对当时桥梁的景观应予以重视。经通航论证后，确定需要建设730米的主通航孔，结合跨度与当时自然条件考虑，斜拉桥是最合适的选择；而斜拉桥桥塔的造型是桥梁建筑景观最重要的部分，经过比选后，采用了“人”字形结构，相应于桥塔主梁需要采用分离结构，选择斜拉斜拉桥造型具有独特性，符合上海市地标性建筑的要求。

上海长江大桥采用双塔双索面钢箱梁斜拉桥，设计中预留了轨道交通线空间；其中，主通航孔桥梁为分离式钢箱梁斜拉桥，辅通航孔结构为变截面连续梁桥；桥塔为混凝土结构，桥面以上为独柱形式，桥面以下分叉为倒V形于承台衔接；索塔锚固区为钢锚箱与混凝土的组合结构，主梁为分离式钢箱梁，采用Q345qD钢材，索梁锚固采用钢锚箱结构；全桥采用扭绞型平行钢丝斜拉索，按空间扇形索面布置，主墩采用变截面钻孔灌注桩基础。

上海长江大桥总面积34.23万平方米，线路长16.63千米，跨越长江部分正桥长9.97千米；主通航孔采用（107+243+730+243+107）米的跨径布置，辅通航孔采用（80+140+140+80）米跨径布置；主通航孔桥梁主梁全宽45米，梁高4.0米，桥塔总高216米，顺桥向尺寸7.4（塔顶）至10.5米（桥面处）至12米（塔底），横桥向尺寸7.4米（塔顶）至9.0米（桥面处）；全桥共192根斜拉索，梁上索距15.米，塔上索距2.3米；每根拉索含151至409根直径7毫米镀锌钢丝，钢丝标准强度1670兆帕。

2009年6月15日，上海长江大桥功能照明完成安装；于7月完成主桥景观照明，沿线雾灯、LED灯调试。

据2019年4月上海市发展和改革委员会网站显示，上海长江大桥收费如下：

上海长江大桥地处长江水道之上，遇暴风雨等恶劣天气会临时关闭，禁止车辆通行。

上海长江大桥工程关键技术：1、需要突破公轨共面桥梁设计难题，以满足集约化建设需求；2、大跨度钢-混凝土组合梁关键技术；3、大跨度新型斜拉桥的设计与施工技术；4、采用了预制拼装技术，实现了高效、优质、快速、环保的目标；5、细砂子路堤关键技术，解决了崇明岛土资源缺乏的难题；6、采用中国国产环氧沥青在大跨度斜拉桥钢桥面上的应用。

上海长江大桥采用梁端额塔端牵引、张拉结合的施工工艺，安装原有的技术水平，需要解决以下难题：

1、经计算该桥索梁端锚杯锚固在理论位置时，塔端杯牵引至锚箱并锚杯螺母全部锚上丝压牙，所需要的最小牵引力为3310至5970千牛；若斜拉索采用钢绞线牵引，单根钢绞线平均受力按照156千牛计算，啧钢绞线需要39更，而当时中国国内桥梁从可施工性考虑，软牵引钢绞线孔数最大做到25孔，若直接采用钢绞线牵引，不但需将穿心千斤顶空径制作到直径300毫米以上，二桥施工操作难度大，存在较大的施工风险；因此，施工时需要解决斜拉索大吨位牵引力的难题。

2、因塔内空间较小，选用一弯常用设备不能满足塔内施工空间要求，需要开发新的设备、机具。

3、大直径斜拉索在牵引、张拉施工过程中容易发生扭转，因此在施工设备配置以操作工艺上必须考虑到斜拉索扭转问题。

上海长江大桥建设中一些新技术、新工艺的应用于突破，对跨江、海桥梁的建设具有宝贵的参考价值。（《上海公路》 评）