伊那大島駅
相対式ホーム2面2線を持ち、列車交換が可能な地上駅。
上片桐駅方に側線があり、以前は当駅止まりの下り最終列車の夜間留置に使用されていたが、2017年3月のダイヤ改正以降前述の列車は運行終了後に飯田方面へ折り返し回送されるようになったため通常ダイヤで夜間留置の設定はない。
ホームの山吹駅側に、両ホームを結ぶ構内踏切がある。また上りホーム側に宿泊施設が備えられているが、夜間留置ダイヤの解消により現在は使われていない。
飯田駅管理の簡易委託駅で、松川町が業務を受託している。2013年3月31日までは東海交通事業の職員が業務を担当する業務委託駅で、JR全線きっぷうりばも設置されていた。
中央アルプス方面への登山口最寄り駅として駅舎南に登山者休憩用のベンチ、東屋が設置されている。