灵渠主体工程由铧嘴、大天平、小天平、南渠、北渠、泄水天平、水涵、陡门、堰坝、秦堤、桥梁等部分组成，尽管兴建时间先后不同，但它们互相关联，成为灵渠不可缺少的组成部分。
位于兴安县城东南3公里海洋河的分水塘(又称渼潭)拦河大坝的上游，由于前锐后钝，形如犁铧，故称“铧嘴”。是与大、小天平衔接的具有分水作用的砌石坝。从大、小天平的衔接处向上游砌筑，锐角所指的方向与海洋河主流方向相对，把海洋河水劈分为二，一由南渠而合于漓，一由北渠而归于湘。铧嘴原来的长度在现存铧嘴30丈外的上游，清光绪十一年至十四年(1885～1888年)修渠时，由于铧嘴被淤积的砂石所淹，才把它移建于现今的位置。但现今的形状却不是前锐后钝，而一个一边长40米，另一边长38米，宽22.8米，高2.3米，四周用长约1.7米，厚宽60厘米至1米大块石灰岩砌成的斜方形平台。在这个平台末端的南边，解放后又筑了长约30米的石堤。整个铧嘴由大、小天平的衔接处至铧嘴的尖端长90米。
接铧嘴下游是拦截海洋河的拦河坝，大天平即拦河坝的右部，小天平为拦河坝的左部，大天平与小天平衔接成人字形(夹角108度)，因二者原属湘江故道，稍有崩坏，则无滴水入渠。小天平左端设有南陡，即引水入南渠的进水口；大天平右端设有北陡，即引水入北渠的进水口。据1985年12月～1986年1月广西壮族自治区桂林水利电力设计院和水电建筑工程处对灵渠大小天平勘测，大天平坝顶长344米，宽12.9～25.2米，砌石体最大高度2.24米，上游溢流面高程213.7米，河床底高程213.5米。下游鼻坎高程212.3米，河床冲刷坑底高程210.9米。小天平坝顶长130米，宽24.3米，砌石体最大高度2.24米，上游溢流面高程213.3米，河床底高程212.8米，下游鼻坎高程212米，河床冲刷坑高程210.8米。大小天平均为面流式拦河堰，轴线间之夹角108度，与河床方向的夹角大天平57度，小天平51度。坝体外部为浆砌条石及鱼鳞石护面，上游条石砌成台阶状，从4号和7号的钻孔获得资料，两孔间距1米，4号孔布于大天平前缘0.5米，浆砌条石2.24米高，其下为混粘土砂卵石，7号孔布在河床，距天平前缘线0.5米，孔深0～2.8米为砂卵石层，2.8～3.03米为石灰岩条石。上游条石顶面用石榫连接形成整体，天平中部块石近于直立砌筑，称之为鱼鳞石，厚度0.7～1.3米。鱼鳞石下伏的沙卵石，上部为人工混粘土的砂卵石坝体，下部为原生沉积砂卵石。上下两部分很难分清。条石及鱼鳞石之间的胶结物，一部分为沙粘土及石灰，已风化松散；另一部分是掺有桐油的乳白及粉红色之胶结物，结构致密，抗风化力强，特别坚硬。
南渠 全长33.15公里。可分为4段：第一段从南陡起，经飞来石、泄水天平、马氏桥，穿过兴安县城，到大湾陡，长3.15公里，水面宽8～15米，水深1～1.8米。渠线沿湘江左岸西行，大部分为半开挖的渠道。左侧沿石山或地面开挖；右侧为砌石渠堤，即通常所说的秦堤，内外坡均用条石砌筑，中间填土，开始一段砌石堤高5米，下临湘江，传说修筑时曾两次失败，到第三次将渠线移到飞来石左侧才得以筑成。第二段自大湾陡，穿过湘江与漓江的分水岭太史庙山到漓江小支流始安水止。长0.95公里，水面宽6～13.5米，水深0.7～1.5米。这一段全线均为开挖的渠道，穿过太史庙山处深挖约30米，长300余米。这一段的开挖，工程十分艰巨。第三段自始安水起，沿天然小河道，在霞云桥有砚石水汇入，流经灵山庙，至赵家堰村附近汇入清水河，以下即称灵河。这一段长6.25公里，是利用天然小河扩宽而成的，同时增加了渠道的弯曲段，以减缓坡降。这一段水面宽7～15米，水深0.2～1.3米。第4段从清水河汇合处起，经鸾塘、车田、到灵河口汇入大溶江处止，通称灵河。长22.8公里，沿程有一些支流汇入，水势增大，河面宽阔，水面宽25～50米，水深0.6～3米。这一段除黄龙堤附近曾开凿新渠，使河水曲折迂回，以降低坡降外，均为天然渠道。
渠道南陡口底部高程为212.08米，汇入大溶江处的灵河口河床高程为181.82米，平均坡降0.91‰。
严关干渠，自南渠4.97公里处(三里陡下游)分水，全长10公里，1952年建成。有莲花塘、仙桥两条支渠。1支渠在南渠2.23公里处分水；2支渠在渠田垌中间，1958年改建为排灌共用的渠道；3支渠自南渠3.1公里处分水，经大湾陡、塘市至界首镇大洞村，全长13.5公里，1956年建成。
北渠 全长3.25公里，开凿于湘江北岸宽阔的一级阶地上。自北陡向北，经打鱼村、花桥，至水泊村汇入湘江。宽10～15米。北陡口高程为211.8米，渠尾高程206.31米，平均坡降1.69‰。中段开挖了连续的2个S型渠段，以降低比降。
泄水天平和溢流坝
南渠0.89公里处，建有宣泄洪水的泄水天平。渠内水深超过泄水天平堰顶时，渠水即排入湘江。堰顶宽5米，用大条石砌筑，堰长42米，底宽17.6米。堰上原有石桥，解放后已改为钢筋混凝土人行桥。
南渠1.95公里处，与双女井溪相会，建有马氏桥溢洪堰，以宣泄双女井溪的洪水。堰顶宽4米，高1.5米，长19.5米，用大条石砌筑。清代初建时，堰上架设有人行石板桥，解放后改建为钢筋混凝土公路桥。
南渠12.43公里处的溢流堰名黄龙堤，用大条石砌成，顶宽3.5米，堰长87.6米。
北渠0.21公里处的溢流堰称竹枝堰，堰宽8米，长15米，用条石砌筑。
又称田涵、渠眼，或称塘孔。设于堤内，块石砌筑，用于放水灌溉。明洪武二十九年(1396年)，严震直修渠时，建有灌田水涵24处。解放后，由于灌溉渠道陆续建成，除引水入灌溉渠道的进水闸外，其余水涵多已堵塞。迄今，南渠大湾陡以上尚有7处，北渠有2处。
陡门，或称斗门，是在南、北渠上用于壅高水位，蓄水通航，具有船闸作用的建筑物。据历史文献资料记载，陡门最早出现于唐宝历元年(825年)，到唐咸通九年(868年)重修时，已有陡门18座。宋嘉祐三年(1058年)，达到36座，为有记载以来最多的。经过历次增建及废弃，到清光绪十一年(1885年)，陡门数仍有35座。解放后，据1975年调查，历史文献中先后有记载的陡门共37座，其中南渠32座，北渠5座，保存完整或大体完整的有13座，加上1977年重建的北陡，共14座；其余仅残存有几块条石，或下部尚有基石，可判断该处原曾设有陡门，但多数已无遗迹。
从现存的陡门看，其结构是：两岸的导墙采用浆砌条石，两边墩台高1.5～2米，形状有半圆、半椭圆、圆角方形、梯形、蚌壳形、月牙形、扇形等，以半圆形的为多。陡门的过水宽度5.5～5.9米，设陡距离近的约60米，远的2公里。塞陡工具由陡杠、杩槎(俗称马脚)、水拼、陡簟(陡杠，包括面杠、底杠和小陡杠，均系粗木棒；杩槎，由3条木棒做成的三角架；水拼，竹篾编成的竹垫；陡簟，即竹席)等组成。关陡时，先将小陡杠的下端插入陡门一侧海漫的石孔内，上端倾斜地嵌入陡门另一侧石墩的槽口中；再以底杠的一端置于墩台的鱼嘴上，另一端架在小陡杠下端；再架上面杠。然后将杩槎置于陡杠上，再铺水拼、陡簟，即堵塞了陡门。水位增高过船时，将小陡杠敲出槽口，堵陡各物即借水力自行打开。由于有了陡门这种设施，故能使灵渠能浮舟过岭，成为古代一大奇观。正如《徐霞客游记》中所载：“渠至此细流成涓，石底嶙峋。时巨舫鳞次，以箔阻水，俟水稍厚，则去箔放舟焉”，可见其作用。
南北两渠共有陡门36个(其中北渠4个，南渠32个)。
南陡 在南渠的渠口，解放后修葺加固，渠中增建一桥墩，上架水泥板，安上闸板。
马氏桥陡 在灵渠北路，解放后已几次改建。
大湾陡 在大湾陡村旁，今完好，只缺将军柱(陡门标)。
祖湾(阴湾)陡 在太史庙山西麓县物资局附近，今完好，因兴安县火车站改建抽水站蓄水池，已非原状。
太平陡 在铁路村东面便桥附近，解放前已毁。现只能略见陡堤残迹。
铁炉陡 在铁路村前二圣庙前，已毁，尚存少数陡堤石块及半月形陡堤残迹。
禾上(和尚、禾尚)陡 在铁路村附近，已毁，尚存陡堤青石数块。
三里(乌龟)陡 在三里陡村头三里桥下游约数米，解放前已毁。
印陡 在三里陡村旁洗衣码头边，已毁，残存半月形石基，尚存陡堤石数块。
大路陡 在霞云桥附近东北面，已毁，残迹旁尚留陡堤青石数块。
君嘉陡 在霞云桥村旁，民国35年(1946年)毁，尚存陡堤青石数块及半月形陡堤残迹。
霞云(下营刀板)陡 在霞云桥村旁，已毁，尚存半月形陡堤残迹及青石数块。
黄泥陡 在茄子塘村旁洗衣码头边，陡堤较大，大体完整，石块已残缺不全。
沙泥陡 在茄子塘村旁，大体完整。
门限(门坎)陡 在茄子塘西南对面北麓，陡堤较大，形迹尚存，石块已残缺不全。
十四陡 在茄子塘村西，陡堤已毁一边，石块所存无几。
十五陡 在茄子塘村西，陡堤形迹尚存，陡堤青石仅余数块。
十六陡(洗衣陡) 在东村北面，陡堤青石块大部分已缺。
十七陡(大虾蟆陡) 在东村北面八角亭桥下游，大体完整，解放后一度改为蓄水坝，引水碾米。
霞幔(小虾蟆)陡 在架枧田村东面，大体完整，有一边半月形石基已残。
新陡(晒谷陡) 架枧田村旁，陡堤完好，近陡农民常利用陡晒谷，并时加维修。
牛路陡(破陡) 在架枧田村下游，陡堤残破。
林山(灵山、云山)陡 在灵山村东面，陡堤大体完整。
星桥陡 在岩背村旁灵山桥上游数丈，陡堤石基大体完整。
竹头(竹根)陡 在六口岩(季家)村前，陡堤略有残缺，其特有的斜长石勘仍然可辨。
青石(青泥)陡 在严关六口岩村西黄龙堤北面，陡堤石基尚存，略有残缺。
小陡 在六口岩村西南，保存完整。
大陡 在六口岩村西南，距小陡150多米，已毁，南岸陡堤石基下部尚存，略见形迹。
古牛(牯牛)陡 在马头山东面，大体完好，解放后一度改作蓄水发电碾米堰坝，南岸石堤已非原状。
鸾塘(老滩、上陡)陡 在鸾塘村西南，已毁。
滑石(新滩、下陡)陡 已全毁，仅有青石数块留在原处。
牛角(牛角湾)陡 已毁，尚存陡堤青石数块留在渠中。
北陡 在湘漓乡分水村西南，原陡门全毁，1968年附近生产队在渠口筑坝拦渠造田，渠道遭破坏。1975年兴安文化馆在原渠口以下数十米重建北陡。
湾陡(湾桥陡) 在观音阁南，已毁，遗址尚存。
晒禾陡 在打鱼村后，已毁，仅留陡堤青石数块于原处。
何家陡 在花桥旁，尚存，陡堤石基已改公路桥墩。
堰坝是建筑在渠道里的一种栏河蓄水、引流入沟灌田、或积水推动筒车的设施。现今能见到堰坝有两种：一种是由石块砌成的半圆形堰坝，与石砌陡门相似，不同之处在于塞陡用的是陡杠、陡筚，而塞堰用7块长约5米，宽约0.3米的扁平方木作为闸板开关。这种堰坝很少，南渠有2座：一在霞云桥附近今公路下边，一在十五陡与十六陡之间，即今兴安农药厂附近。这种堰坝没有引水沟，一般用法是，关堰时把渠水堵住，提高水位，以便龙骨水车提取渠水灌田。另一种堰坝，多建在河面较宽的渠道中，自赵家堰以下共有32座。它的结构，一般都用长木桩密排深钉，框架里堆砌鹅卵石，砌成高3～4米的斜面滚水堤坝。较简单的，不用大小框架，而是用竹篓囊石，横亘江面，再用长木桩排列竹篓两边，密密钉固。堰坝上开有堰门，以便船舶往来。门有大松木桩4条分别竖在两侧，每边的两条又用横木串连，并与其它框架相接，以便稳固。堰门宽4～5米，一般都用直径约0.3米，长5～6米的大松木作堰杠，用来关堰门。在南渠32座堰坝中，堵水入沟，直接灌溉稻田的有下营村沟，江西坪村旁的堰沟，画眉塘村旁的黄埔堰，芋苗村附近的横头堰等。
秦堤指从南陡口到兴安城区上水门街口灵渠和湘江故道之间约2公里长的堤岸。民国时就定名为秦堤风景区。秦堤风景区大体可分为3段。最初的一段由南陡口起至飞来石止，堤岸顶面较宽，一般都在5至10米之间，高出水面1米以下；自飞来石至泄水天平一段，堤岸临近湘江的石堤高悬水际，危如累卵，渗漏特别多，最易崩塌，称为“险工”，现用水泥巨石砌筑，堵塞了渗漏之处，堤基已经稳固；由泄水天平至上水门口，堤顶一般宽约3米，底宽7米，高约2.5米，这段渠堤，原来只有巨石砌筑临河一面，现已不断修整加固，两面均用巨石砌筑，并以水泥铺路，在堤南对岸近几年来劈山筑成水泥公路。
广义的秦堤，是指从南陡口至大湾陡止，全长为3.25公里。从接龙桥至大湾陡一段，秦堤两边都用条石砌筑，宽为2米，高为1.5米。现保存完好。
