廣州南站總投資130億元人民幣，總用鋼量7.9萬噸，約為國家體育場“鳥巢”的1.7倍，使用混凝土150萬立方米。車站設計和建設充分尊重廣州山水城市的格局，做到自然環境與人工環境融為一體。巨大的玻璃穹頂棚形似6片漂浮于空中的芭蕉葉，體現了廣東音樂《步步高》的意境，其中部為64米大跨拱形結構。
車站房屋頂以一片片的芭蕉葉為基本單元，通過中央采光帶的串聯，形成＊＊特色的建筑形態。天窗采用對角線網格的鋼筋結構，以拱頂形式呈現并鑲嵌ETFE氣枕，使得自然光可照入候車大廳，同時減少對外部熱量的吸收。屋頂安裝了約2000平方米的太陽能電池板，可將太陽能轉化為電能為車站供電。
廣州南站的房頂設計獨特，除了傳統的采光玻璃外還使用了高分子透光膜。每個膜單元內設一條充氣管道，氣壓不足時隨時進行補氣，以保持飽滿鼓脹的狀態，形成透明的氣枕，實現良好的采光效果。
這種氣枕膜結構同樣應用于國家游泳中心“水立方”，氣枕由高強度柔性薄膜材料ETFE和支撐體系共同構成，透光率高達95%，可減少站內日間照明強度和時間，節約照明能源。
ETFE薄膜材料抗腐蝕能力強，長期處于日曬和降水環境下化學性能穩定，使用壽命可長達15-25年，還可以構成獨特的造型，兼具環保性、經濟性和美觀性。站房房頂氣枕膜面積約1.6萬平方米，單個膜單元面積約16平方米。白天，在日光照耀下柔軟光滑的氣枕猶如朵朵白云。
