沙田站

結構

沙田站共有兩層，月台設於P層（地面），而大廳、沙田車站圍、商店及所有出入口均位於C層（高架）。

大廳

沙田站收費區大廳設於月台上層，非收費區則位於月台北端之上（巴士總站）及一條橫跨大埔公路—沙田段（9號幹線）的大型行人天橋上，以連接新城市廣場及車站上方連城廣場。
沙田站設有一個客務中心，位於收費區和非收費區大廳，並以處理非收費區乘客的票務查詢、購買頭等或過境車票及八達通增值的服務，並設有一個城際客運售票處以供乘客購買城際列車車票。
沙田站提供不同類型的商店以供乘客購物。雖然收費區列明不准飲食，可是於收費區及非收費區各設有7-Eleven便利店、東海堂及大同老餅家。另外，收費區設有一間找換店以方便遊客及來往中港兩地人士兌換貨幣。非收費區則提供美心西餅、優之良品、奇華餅家、PIT時裝店、卓悅化妝品店等各種不同類型的商店。除了固定商店外，非收費區亦設有臨時商店及宣傳位置，可供短期租用，這些臨時商店及宣傳位置大多為信用卡或電訊網絡的申請，2009年起更有化妝品宣傳活動。
2011年車站翻新後，車站增設多間商店，包括東海堂、大同老餅家、Giordano、譚木匠、e-plaza精品店及香水專櫃（分別為Prada、Burberry、Nina Ricci、Lanvin及Paul Smith，每隔數月轉換一次）。而非收費區商店亦已進行重組。Baleno、六福珠寶、PIT時裝店及卓悅化妝品結業，新租戶包括FANCL、謝瑞麟、周大福及眼鏡連鎖店image optical。到2015年3月，零食物語結業，原址改為Pandora珠寶。
、免費報紙頭條日報及am730的派發處等等。大廳近B出入口亦有「會員服務站」，為港鐵友禮會會員提供各種港鐵優惠及積分兌換。

月台

沙田站共有4個月台，並以兩個島式月台方式排列。1號和2號月台停泊東鐵線往羅湖或落馬洲方向的列車；而3號和4號月台停泊東鐵線往紅磡方向的列車。大部份時間的北行列車會停泊於2號月台，南行列車會停泊於3號月台。
當有城際客運列車通過沙田站，北行列車會於1號月台待避，而南行列車會於4號月台待避。而於沙田站開出的南行特別班次列車，也會使用4號月台（曾用作在賽馬日開出往馬場特別班次列車，唯此安排已終止）。另外，沙田站1號月台旁前沙田貨場範圍內，曾設有多條路軌供工程車及維修車作停泊的臨時軌道工場，原是供貨卡停靠上落貨之用（因興建御龍山而遷至該處，直到2018年完工後回遷）。
每逢馬場站開放，沙田站會成為一個臨時轉線站，往羅湖或落馬洲方向列車的乘客若要前往馬場站，必須於沙田站等候途經馬場站的列車。而前往火炭站的乘客，則須於沙田站等候途經火炭站的列車。
另外在每日服務時間內，部份東鐵線列車在此站2號月台清客後，便會暫停服務，返回何東樓車廠。

擴建

由於九廣鐵路（英段）（即現時東鐵線）進行現代化及電氣化工程，沙田站亦進行該工程，於原址興建一座耗資5600萬元的新車站，並設有各種商店，車站則加建成4個月台。而九廣鐵路總部也同時遷移到沙田站上蓋的九廣鐵路大廈（現稱連城廣場），並將尖沙咀火車站的鐘樓之大鐘遷往沙田站作擺放。1982年5月6日，第一期電氣化工程完成，九龍站至沙田站以電氣化列車行駛。而沙田站亦因此成為電氣化列車的終點站；與此同時，柴聯車南行列車也同時以沙田站作終點站，乘客可於沙田站轉乘列車前往九龍或新界。雖然於1983年5月2日的第二期電氣化工程完成令電氣化列車的總站延至大埔墟站，但仍有部份列車以沙田站為總站，以疏導沙田站大批乘客。到了1984年4月17日，尖沙咀鐘樓的銅鐘被運往沙田站的公眾區。
剛落成的沙田車站有特高樓底外，亦有大型玻璃幕牆，引入天然光，不過在1980年代尾劃作商店用途。

一站兩管

因1976年大圍的塌橋意外，間接令大圍臨時車站得以興建。而大圍臨時站於1983年8月啟用，設有售票處及洗手間。而月台則僅能容納6卡或9卡的電氣化列車。當時，大圍臨時車站由沙田站站務經理管轄。1986年4月23日，大圍站啟用，取代了大圍臨時車站。而1990年代，大圍站改由該站的站務經理管轄，結束了一站兩管時期。除了大圍臨時車站及大圍站的興建外，於1985年2月15日啟用的火炭站，也同時和大圍站一同疏導沙田站的乘客。可是，沙田站仍是大圍站至火炭站中，最為繁忙的車站。

第一、二次翻新

沙田站曾進行過多次翻新，曾於1995年進行過一次翻新工程，將整個大廳翻新，並將於非收費區大廳的尖沙咀鐘樓的大鐘遷往九廣鐵路大廈（現稱連城廣場），於大鐘的位置加入兩條電扶梯來往閣樓，更將玻璃幕牆完全密封，變為商店後巷及冷氣槽，從此不見天日。現時的非收費區便是當年翻新工程的後的車站。2003年，沙田站及連城廣場再次進行大規模翻新，於車站也加入多種指示及將收費區大廳進行翻新，將大廳轉為以白色為主的色調，並將失物認領處改建為警崗。可是此舉令部份乘客必須出閘才可到客務中心認領失物，造成一定程度的不便。

九廣東鐵客務中心

沙田站曾設有九廣東鐵（現稱東鐵線）客務中心，提供購買紀念品、九廣鐵路資訊及失物處理等服務。可是隨著兩鐵合併，令沿線九廣東鐵及九廣西鐵（現稱西鐵線）客務中心於2007年12月2日關閉。而港鐵公司亦將失物處理辦事處遷移大圍站，以同時應付東鐵線及馬鞍山線的失物處理。

列車書室

2004年九廣鐵路公司曾與香港電台合辦「閱讀車廂」計劃，讓乘客在旅途中享受讀書的樂趣
。由於計劃反應良好，舉辦機構香港電台曾於2005年6月9日在沙田站推出「列車書室」，讓乘客可免費借閱擺放在列車書室的書籍。而乘客閱後可於兩周內把書本交回列車書室或九廣東鐵沿線的客務中心。不過，隨著九廣東鐵沙田客務中心因兩鐵合併於2007年12月2日關閉，列車書室已於2007年12月23日起停止服務。

翻新月台

兩鐵合併後，港鐵為東鐵線各車站月台進行較低成本的翻新工程，以遮掩東鐵線車站月台殘舊的觀感。工程包括重新為各車站配主題色，並加入花的代表，為月台橫樑及柱子翻上月台配色的油漆，貼上印有車站主題花的圖案、車站附近主要建築物／街道、車站名書法字的牆紙，加設及更新直立港鐵式站牌、路線圖、指示牌、告示等等。本站被配色為紫紅色，主題花為蕙蘭，街景為香港文化博物館。
由於車站月台與車站大廳翻新工程並非同一計劃及非同期進行，因此大廳與月台的配色、主題及用料未必相同。

翻新大廳

港鐵公司為迎接東鐵線（前稱九廣東鐵）營運百周年，決定為各個東鐵線車站進行翻新工程，翻新各個車站。當中沙田站翻新工程包括更換月台指示牌、興建新的客務中心、在收費區增建商店、重置洗手間工程以及翻新車站大廳的地台、天花、外牆、興建連城廣場新電扶梯及拆卸連城廣場舊有電扶梯等。舊客務中心亦隨2010年1月15日新客務中心的啟用關閉，翻新工程與上蓋連城廣場同步進行。工程於2010年8月開始，在2013年1月底落成。新洗手間、連城廣場新電扶梯及部份增建商店現已啟用，連城廣場舊有電扶梯已於2011年拆除。

擬建行人天橋

為方便於政府合署及新城市中央廣場上班的人士，同時方便遊客到HomeSquare購物，港鐵曾經計劃興建一條行人天橋連接沙田政府合署，由於此工程對排頭村會造成永久性的負面影響，在當地村民強烈反對下，政府已於2012年5月決定短期內不會再考慮行人橋方案。

聲援跳閘逃票青年及破壞沙田站設施

2019年9月25日晚上約7時，一名青年於沙田站跳閘逃票，被在場港鐵附例特檢隊便衣職員截停製服，其後被帶入車站控制室調查，引起市民不滿。逾300名市民趕至聲援，並包圍車站控制室，要求車站職員交代事件，期間有反修例人士藉此破壞沙田站設施，包括拉斷客務中心八達通機電線、於客務中心玻璃噴紅色大字、破壞閘機等，沙田站店舖紛紛落閘。晚上約9時半，防暴警察突然進入沙田站清場，並在大廳拘捕一男一女未成年青年，涉嫌「非法集結」和「襲警」被捕。其後港鐵宣布沙田站關閉，東鐵線列車不停沙田站。