Cung Thể thao Tiên Sơn có tổng diện tích hơn 94.000m², bao gồm: nhà thi đấu, sân, vườn, tiểu cảnh, bãi đỗ xe. Trong đó, nhà thi đấu được xây dựng trên diện tích gần 10.500m², dựa theo ý tưởng tạo hình chiếc đĩa bay khổng lồ đang nghiêng mình hướng về trung tâm TP. Đà Nẵng, thể hiện khát vọng không ngừng vươn lên của người dân thành phố. Với ý tưởng này, đơn vị thiết kế chủ trương sử dụng những tuyến cong đơn giản, khúc chiết ở mặt ngoài công trình, làm toát lên vẻ trẻ trung, hiện đại và năng động của một công trình thể thao. Kết cấu mái của công trình sử dụng nhiều vật liệu hiện đại với những đường nét mềm mại mang đến cho công trình một vẻ đẹp thanh thoát và thật sự ấn tượng.

Nhà thi đấu có sức chứa từ 5.000 đến 7.000 người, bao gồm 4 tầng được bố trí phù hợp với chức năng của cung thể thao và thuận tiện khi tổ chức các chương trình, hoạt động. Trong đó, tầng hầm bao gồm khu vực tổ chức câu lạc bộ và các phòng quản lý thiết bị kỹ thuật. Tầng 1 có sân thi đấu thể dục thể thao, đại sảnh, khu truyền thông, khu dành cho khách VIP, phòng trọng tài, phòng vận động viên, khu phục vụ... Tầng 2 gồm khu bán đồ lưu niệm, khu điều hành tổng thể các hoạt động của cung Thể thao Tiên Sơn, đặc biệt là khu khán đài với 4 khán đài A, B, C, D có tổng số 6.500 ghế ngồi (chưa kể hệ thống ghế kéo, xếp). Tầng 3 bố trí các quầy bán lẻ thiết bị, khu vực vệ sinh, hành lang... Tầng 4 là khu vực giải lao.

Để thuận tiện cho việc đi lại của khán giả cũng như các kỹ thuật viên và ban tổ chức, công trình bố trí 7 cầu thang bộ, 2 thang máy, lối thoát hiểm và lối đi dành riêng cho người khuyết tật. Tất cả các hạng mục công trình được thi công với yêu cầu kỹ thuật đảm bảo độ chính xác gần như tuyệt đối nhằm đáp ứng yêu cầu tổ chức các giải đấu với những tiện nghi và phương tiện kỹ thuật hiện đại nhất.

Từ khi đi vào hoạt động đến nay, tại Cung Thể thao Tiên Sơn đã diễn ra nhiều chương trình, sự kiện mang tầm vóc quốc gia, khu vực và quốc tế như: chung kết cuộc thi Hoa hậu Việt Nam 2012, giải bóng chuyền nữ học sinh châu Á 2011, vòng chung kết cuộc thi sáng tạo Robocon toàn quốc 2011, chung kết cuộc thi sáng tạo Robocon châu Á - Thái Bình Dương 2013… 

Với kiến trúc độc đáo và hiện đại, Cung Thể thao Tiên Sơn được xem như một trong những công trình thể thao hiện đại nhất khu vực Đông Nam Á, tạo điểm nhấn mới lạ cho thành phố bên bờ sông Hàn và nâng tầm đô thị trong giai đoạn phát triển mới.