南中环桥结合周边的环境及使用功能要求，采用了首创的蝶形多索面下承式系杆拱桥的结构形式；外倾式的主、副拱间通过弧形拉杆连接，超宽的桥面通过6索面分担受力，形成其独特的造型，烘托出创新、发展的新时代主题，建成后成为具有全国影响力的桥梁景观地标。
建筑形式
主桥设计构思源于太原市八景之一的“蒙山晓月”，采用外倾式的主、副拱，通过拉杆相连，配以波浪式的拱形梁桥，在夜景灯光的照射下，仿佛一弯新月从波光粼粼的水面上升起；从桥面望去，大桥又如大鹏展翅，两侧大悬臂弧形人行道与之相互呼应，形成又一独特造型，可谓是“一桥多景”。
构造设计
南中环桥标准宽度52.5m，跨中处最大桥宽为71米，为国内设计的下承式系杆拱桥宽度之最。为满足超宽的功能需求，创新性地设计了包括主吊杆、副吊杆及斜拉杆在内的6索面体系，在满足功能要求的同时，丰富了景观造型层次。
为保证拱的侧向稳定性，采用斜吊杆使其平衡，并独创了耳叉结构作为斜拉吊杆的锚固构件以满足通行净空的需求。耳叉采用了箱型断面，有效保证其抗弯抗扭刚度。主受力板与主梁隔板对应，为达到斜拉杆的锚固角度，分叉处钢板的构造及厚度的选择综合考虑了受力及弯曲半径的要求。
为保证拱座不侵占车行道通行净空，副拱从拱座顶向下逐渐收至主拱拱座并与之融为一体。该处拱座构造设计，在国内外尚属首例。设计中对拱座节点受力性能及施工可行性等系列难题，采用空间三维放样，实体计算分析，进行了多种构造形式的优化比选，最终采用了剪力钉+多隔板过渡的拱座形式。
大桥造型优美，构思独特，建筑造型和结构受力和谐统一，建成后不仅满足了城市交通功能，同时也为太原市增添了一处优美的城市风景，更作为太原的“城市名片”多次出现在“中博会”等重要宣传活动中。
