نقشه آرامگاه بر اساس قدیمیترین بنای تاریخدار اسلام در ایران یعنی گنبد قابوس (در استان گلستان) که از شاهکارهای معماری به شمار میآید، کشیده شده است. تنها اختلاف ظاهری این بنا با گنبد قابوس در این است که گنبد قابوس 10 تَرک ولی آرامگاه بوعلی 12 تَرک دارد.
وجود 12 ستون نشاندهنده 12 رشته دانشی است که ابن سینا بر آنها احاطه داشته است.
ارتفاع هر پایه برج از کف زیرین آرامگاه تا زیر گنبد نزدیک به 23 متر است. پهنا (عرض) هر پایه در پایین 1/17 متر و در بالا 92 سانتیمتر است. گنبد مخروطی شکل آن نزدیک به 6 متر ارتفاع دارد. ارتفاع اطاق اصلی آرامگاه 6/10 و ارتفاع کلی بنا (از کف تا انتها) بیش از 28 متر است.
در میان 12 پایه برج، تخته سنگ مرمر یکپارچهای به چشم میخورد که طول آن 2/55 و عرض آن بالغ بر یک متر است و کتیبهای به خط ثلث بر آن نوشتهاند. تخته سنگ فوق از آثار برجسته و مهمی است که در بنای باشکوه آرامگاه به کار بردهاند.
در قسمت بالای دیوارهای داخلی محوطه مربع شکل آرامگاه، بیست بیت قصیده معروف «عینیه» که از آثار ادبی شیوای ابن سینا در حکمت و فلسفه به شمار میآید و حکیم آن را در کمال فصاحت و بلاغت راجع به مراحل مختلف سیر روح انسانی و ارتباط آن با عالم جسمانی سروده است، بر روی 40 لوح سنگی از سنگ مرمر هر کدام به طول 1/10 متر و عرض 0/5 متر به خط ثلث برجسته نوشته شده است.
آرامگاه ابوعلی سینا دارای دو تالار (شمالی و جنوبی) میباشد. در حال حاضر تالار جنوبی به عنوان موزه، به محل نگهداری سکه، سفال، برنز و سایر اشیای کشف شده مربوط به هزارههای قبل از میلاد و دوران اسلامی اختصاص یافته و در تالار شمالی کتابخانهای مشتمل بر 8 هزار جلد کتاب خطی و چاپی نفیس ایرانی و خارجی و غرفههایی مربوط به آثار ابوعلی سینا و شعرا و نویسندگان همدانی نگهداری میشود.
هرچند که بنای این آرامگاه باشکوه به سالهای اخیر بازمیگردد، اما با این وجود نه تنها از هر لحاظ با مجللترین بناهای تاریخی کشور برابری میکند بلکه از لحاظ رعایت اصول مهندسی و نکات فنی ساختمانی، بر بیشتر آثار تاریخی کشور برتری دارد.
مکمل این بنا، بوستانی به شکل نیمدایره با فضای سبز است و تندیسی از ابوعلی سینا در حالی که کتابی در دست دارد، در ضلع شرقی میدان نصب شده است. ارتفاع پیکره بیش از 3 متر، عرض آن 90 سانتیمتر و وزن آن 4/5 تُن میباشد .