一种新型的建筑材料一ETFE(四氟乙烯)。它是一种轻质新型材料，国内现在还没有。ETFE是膜材料的一种，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温，夏季散热，而且还能避免建筑结构受到游泳,ETFE是一种乙烯和四氟乙烯的共聚物，该树脂是最坚韧的氟聚合物，可以形成一层高度耐用的涂层，具有卓越的耐化学性，并可在150℃下连续工作。几乎所有物质都不与特氟龙涂膜粘合,很薄的膜也显示出很好的不粘附性能。目前世界上只有三家企业能够完成这个膜结构。
鸟巢的结构组件相互支撑，形成了网络状的构架。它完全符合国家体育场在功能和技术上的需求，又不同于一般体育场建筑中以大跨度结构为主体的设计手法。鸟巢的钢结构桁架看起来杂乱无章，但实际是很有规律的。其周边立面有24根组合柱，每根组合柱是由一根菱形内柱和两根方形外柱组成的箱型格构式柱。屋面有与组合柱相连接的24根钢桁架构成的“主梁”。鸟巢能够竖立起来，主要靠这些组合柱、桁架梁的主体结构来受力，承受屋面及地震、风的荷载。
需要说明的是，这样独特的结构其设计过程也与一般的建筑设计不同，它不是简单在图纸上画出来就完事了，而需要通过大量的计算和实验，采用特殊软件建立模型，对每一项设计和施工过程中超出设计规范和无验收规范的内容都要进行专家论证，报政府有关部门备案。特别是钢结构设计过程中，很多杆件是弯扭的，空间三维坐标难以准确定位，所以我们应用了主要用于航天技术上的CATIA软件，其空间三维精度非常高，能很好地对鸟巢的空间关系进行准确建模定位，对保证空间关系的设计和施工质量起到了关键作用。另外，就是很多钢结构弯扭构件的设计和温度对大体量钢结构产生的内力的设计都超出了现有规范，必须研究设计方法，建立计算模型并结合试验，以确保设计的安全可靠。
至于建设安装过程，首先要安装24根组合柱，现场吊装，然后安装柱子之间的立面次结构，再安装屋面主桁架梁，安装屋面主桁架梁时，在场内安装了很多临时支撑，同时安装内环桁架梁，将整个屋面和立面主体结构连接在一起后再把这些支撑屋面主桁架梁的临时支撑卸掉，我们叫屋面结构整体卸载。这样鸟巢的主体框架就基本建起来了。卸载后再将屋面的钢结构次结构及立面钢结构大楼梯安装上，完整的鸟巢结构就编织完成了。
刚才已经讲到了其在钢结构设计方面的独特之处，其实，这种结构的独特性也决定了其用料、安装、焊接等的特殊性，这就要求不断进行科技攻关和创新，因此，很多技术都是国内首次运用，填补了国内许多建筑领域的空白。
首先一点就是钢结构材料的选材十分关键。鸟巢体量这么大，自重荷载非常大，所以希望它能轻一点，同时又要承受巨大的荷载内力，经过大量专家论证，在钢材的选择上选用了Q345GJ材料，能够满足要求。对受力最大的柱脚开发研制了国内首次在民用建筑上应用的特厚高强钢材Q460E-Z35。此钢材是由河南舞阳钢铁厂专为鸟巢特殊研制的，强度是通常结构用钢的两倍，厚度达到110mm，完全可以满足鸟巢的各项受力使用指标要求，完全国产化，填补了国内钢结构设计规范和施工工艺的空白。我们还设置了安全监测系统，在奥运会期间和以后的运营期，对鸟巢的关键受力点进行实时测试，保证结构安全。