南浦大桥在设计上立意为“盘龙昂首”，宛如一条昂首盘旋的巨龙横卧在黄浦江上，它使上海人圆了“一桥飞架黄浦江”的梦想，大桥造型刚劲挺拔、简洁轻盈，凌空飞架于浦江之上，景色壮丽。

南浦大桥是中国上海市区第一座自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。主桥采用钢梁与钢筋混凝土预制板相结合的迭合梁结构，主桥桥塔为折线H型钢筋混凝土结构，每座桥塔两侧各以钢索连结主梁，索面呈扇形布置，塔座选用钢管桩群桩基础；大桥引桥为预应力钢筋混凝土梁体和钢筋混凝土墩台结构，其中浦西引桥以复曲线成螺旋形、上下三环分岔衔接周边街道，而浦东引桥向东直通街道，并以两个复曲线长圆形环与浦东南路两头相连。

南浦大桥全长8364米，主桥全长836米，采用“40.5+76.5+94.5+423+94.5+76.5+40.5”跨径布置，宽30.35米，设6条机动车道，两侧各设2米宽观光人行道；桥塔高155米，塔至锚碇的距离171米，塔至辅助灯的距离为94.5米，桥塔两侧各设22对钢索，塔座基础直径914毫米，深达50余米；大桥引桥全长7500米，其中浦西引桥3754米，浦东引桥3746米，引桥上坡最大坡度为4%，下坡最大坡度为3.5%，日通行能力可达4.5至5万辆机动车；大桥主路段为双向六车道城市快速路，采用一级公路标准。

为迎接中国2010年上海世博会开幕式，南浦大桥根据整体造型，立意为“盘龙昂首”，引桥是盘龙的身体，桥塔是盘龙的头和颈，为形象表征为盘龙特征，用白色发光二极管（LED）点光斑模拟龙麟，从盘旋的引桥开始，点光斑逐渐滚动直到塔柱顶部，展现龙的雄姿。

南浦大桥在大桥东西两岸建有高达的50多米的电梯楼，以供市民和来宾游览观光。

截至2017年8月，南浦大桥全路段设有电子警察等交通监控设备。

2000年2月，上海市政协提交了《收过江费的负面效应及解决矛盾的若干建议》的提案；同年5月，上海市政府宣布取消过江隧道和大桥的收费，南浦大桥包括其中。

南浦大桥在设计方面，对叠合梁斜拉桥的徐变和收缩理论进行了深入研究，并编制了计算机程序；在斜拉桥尾部和跨中增设了纵横向预应力钢索； 设计了新型焊接在工型钢主梁外侧的锚固箱；采用了预制板面层钢筋互焊与微膨胀混凝土灌缝；在岸跨设置辅助墩以减少塔根弯矩、塔身变形和中跨挠度一半。

在施工技术方面，悬臂拼装采用临时三角架悬吊工艺和在未形成叠合梁前对横梁实行反顶进行应力调整，在当时国际上均属首次，并采用多项施 工新技术，利用温降精确地实现了无强迫合龙，创造了两年零三百二十天建成大桥的国际先进施工速度。

在科研方面，在中国国内首次对大桥的抗风性能进行了系统全过程的风洞模型试验和完整的理论分析，首次提出考虑约束扭转刚度的三梁式动力分析模型和抗震分析软件。

1991年2月18日，邓小平视察上海，在南浦大桥建成之际，为该桥亲笔题写下“南浦大桥”四个大字。

2019年3月，上海浦江“快游线”开通试运营，南浦大桥归属“浦江“精华游”范围内。

南浦大桥的建成，充分体现了上海的精神、上海的风格、上海的水平、上海的效率。（时任中国国务院总理李鹏 评）

我们以不足日本概算一半的造价，用亚洲开发银行贷款建成了上海南浦大桥，不仅取得了大桥建设的自主权，而且通过实践取得了进步，锻炼了队伍，培养了人才，更重要的是树立了信心，提高了志气，为中国桥梁在20世纪90年代的崛起奠定了基础。（《上海南浦大桥工程》评）

南浦大桥作为连接浦东与浦西的桥梁，是上海内环高速架路组成部分之一，该桥西连鲁班路立交，东接龙阳立交，浦西引桥衔接内环高架，下匝道通往中山南一路和中山东一路，浦东引桥向东直通杨高路并与浦东南路相连，承载着浦江两岸的主要交通流。