世纪钟的结构
钟盘周围采用12星座浮雕，图片均根据最原始的故事创作。白羊座放在12分的顶端，因为羊在中国代表吉祥；把天秤座放在底部6点，因为秤代表公平。这些都体现了在编排上融合外来文化与本土文化的理念。
外部
石英钟盘占地156平方米。直径约8米的内圈上，盘芯和指针镂空，直径约14米的外圈和内圈之间嵌有直径2.6米的12青铜浮雕，图案为12星座。表盘的侧面是一个巨大的钟摆，上面是太阳，下面是月亮。钟摆呈S形，以太极分割线的形状为基础，意思是阴阳交替，首尾相接。厚重的锻造铜底座上布满了大大小小的齿轮、链条和巨大的螺丝。铆钉映衬着古老的解放桥，古朴典雅，告诉人们中国的现代工业是从这里开始的。这座世纪钟是目前可获得的直径和重量最大的艺术立体钟。放眼望去，时空、古典与现代、力与美、人与自然在这里充分融合，激发着人们无尽的遐想和想象。
世纪钟高40米，金属部分重量180吨。钟每边直径14m，面积约154m 2。直径2.6m，重约1t的12铸铜浮雕分别为12星座。盘芯和时钟指针都是镂空的花，看起来简单大方。厚重的锻铜底座上挂满了大大小小的齿轮、链条和巨大的钢螺丝、铆钉，与古老的解放桥相映成趣，告诉人们中国的现代工业是从这里开始的。时钟的表盘为欧式风格，罗马数字和表盘中央骨架均为不锈钢材质。骨架镶嵌高级Jakli透明板盖，板厚8mm。罗马数字是镂空镶嵌的。罗马数字外径8米，内径5米，中心表盘外径5米。表盘上镶嵌着“天津”和“2000”字样。直径5米的表盘内，晚上会发光。时针和分针采用不锈钢激光切割，分针总长约4米。时针和分针的总重量是180 kg。30多个齿轮全是钢制的，外面是黄铜锻造的。齿轮代表时间的流逝，世纪的变迁，20世纪工业化时代的结束，21世纪向高科技时代的运行。钟盘侧面有一个巨大的钢制长杆造型，总高34米，总重量约10吨。太阳挂在上面，月亮挂在下面。长杆呈“S”形，以太极分割线的形状为基础。意思是阴阳交替，首尾相生。太阳的光芒和月亮的光晕以每分钟3转的匀速旋转，这意味着天津是中国的门户，凝聚着一个小宇宙。再加上时钟的运转，给人以运动感和强大的生命力，将凝固的雕塑提高为动态的雕塑。太阳和月亮的外壳都是由不锈钢制成的。太阳的表面贴着纯金箔，月球的表面贴着纯银箔，月球旁边的卫星也贴着纯金箔。立柱材质为紫铜，长18m，宽6m，重40t。用来支撑钟表和机房的平台也是钢制的。
为了把千年钟衬托得更加辉煌，在千年钟周围竖起了8盏星空旋转灯(分别发出红、黄、绿、蓝四种颜色)、3盏射灯(白光)和16水晶灯(每盏72个灯泡)。
为了满足大钟音效的真实性和无噪音，在大钟平台的终端设置了四组高低室外扬声器，总功率超过2 kW，使音量充分可调，保证音质效果。每天第一次报时，《东方红》的音乐响起，每次报时都用世界专用的钟声。
夜晚发光是世纪钟的另一个特点。设计中采用内部照明使表盘部分在夜间清晰可见，外部照明使整体明亮。主控制器提供自动开关信号，根据不同季节夜晚的长短自动开灯关灯。同时，照明系统还向摆杆上的两个转轮提供电源开关信号，使摆杆上的“太阳”外围在夜间发光，摆杆下端的“月亮”也同样发光。