Broen er en nettverksbuebro, med en høyde på mellom 23 og 59 meter og en buehøyde på 248 meter, som hviler på sju betongpilarer. Den har ett jernbanespor, en kjørebane i hver retning, en sykkel- og mopedbane i hver retning og en gangvei. Det ble bygd inn kammer med sprengstoff i brokonstruksjonen slik at den kunne sprenges i tilfelle det skulle bli invasjon. I 1990 ble Fehmarnsundbroen erklært som et historisk monument.