武汉火神山医院包括接诊部、住院病房楼、ICU（重症加强护理病房）、医技部、中心供应库房、网络中心、液氧站、负压吸引站、垃圾处理站、污水处理站、雨水调蓄池、雨污水一体化提升站、雨水排水消毒处理、遗体暂存间、回收织物消毒暂存间、救护车洗消等。

项目选址在知音湖畔，为避免对地下水和地表湖水带来污染隐患，场地采用全基地铺设HDPE防渗膜的方式，保证了污水、雨水不渗入地下，与地下水系完全隔离；地面径流雨水采用快排模式，并设置雨水调蓄，提升消毒后进入城市污水系统，场地竖向设计保证径流雨水不入湖，避免对湖水带来污染隐患。

整个医院根据地形情况呈L状布局，分为东、西两大病区，医护人员的清洁通道类似于医疗街布置在中间，贯穿东、西病区，17个医疗单元呈鱼骨状分设在医护通道两侧。建造就地取材，利用施工单位现有库存，用集装箱进行模块化拼装成医疗单元，对于有特殊高度要求的ICU、医技部采用轻钢结构+钢制复合板。

设计在分区和医护人员保护等方面的标准，是严于现行传染病医院建筑设计规范的。每个护理单元都有医护人员工作休息的清洁区、观察病人和运送药品仪器的半污染区，以及收治病人的污染区，并相应设有正压清洁区到负压污染区的通风系统，分区之间的连通处设置缓冲间，以保证每个分区之间压差。

每个病房内均有电视和全日热水独立卫生间，送食送药通过配有紫外线消毒系统的传递窗。