樞紐
由攔河壩、泄洪洞、溢洪洞、引水洞、壩後電站及古河道防滲工程等建築物組成。水庫按一百年一遇洪水標準(Q=3600立方米/秒)設計，兩千年一遇洪水(Q=6400立方米/秒)校核。正常高水位594.0m，汛限水位593.0m，設計、校核洪水位分別為594.34m和597.18m。
攔河壩
黑河金盆水庫為粘土心牆礫石壩，最大壩高130m，壩頂長度433m，頂寬11m，壩頂高程600m，上、下游壩坡分別為l：2.2和1：1.8，其中下游壩坡布置有上壩道路。防滲粘土心牆頂高程598.00m，頂寬7.0m，最大底寬83m，上、下游邊坡均為1：0.3，心牆與上、下游壩殼間設有水平寬分別為3.0m和5.0m的反濾過渡層。壩體填築總量775萬
立方米。
泄洪洞
位於左岸，採用塔式深孔進水口，進口底板高程545.0m，工作弧門孔口尺寸為10m×10m，洞身段為“龍抬頭”式明流洞，斷面為10m×13m園拱直牆式，出口底板高程為493.185m，桃流鼻坎為非對稱擴散型，建築物全長643.39m。泄洪洞設計洪水位下泄流量2421立方米/秒，校核洪水位下泄流量2450立方米/秒。
溢洪洞
布置在右岸，進口堰頂高程578．0m，堰寬12m，堰後為跌落段、下接平流段，洞身為圓拱直牆式明流洞，斷面尺寸為12m×14m~10m×11m，出口為舌型擴散挑流鼻坎，建築物總長471.242m。溢洪洞設計水位下泄洪量537立方米/秒，校核水位時下泄流量為2000立方米/秒。
引水洞
位於左岸，進口放水塔總高85.7m，根據城市引水對水質的要求，設上、中、下三個分層取水口，高程分別為571.0m，554.0m和514.3m。洞身為直徑3.5m的壓力園洞。出口弧門孔口尺寸2m×2m，弧門前布置有電站引水岔管，弧門後為洞內消力池，消力池末端與電站尾水相接，分別為城市和農灌供水，建築全長764.17m。引水洞設計引水流量30.3立方米/秒，加大引水流量34.1立方米/秒。
壩後電站
裝置三台HLAl53-LJ-120型水輪機及單機容量4000kw的發電機一台、8000kw發電機兩台，總裝機容量20000kw。電站年平均發電量7308萬kw·h。
古河道防滲
位於金盆古河道左岸，採用帷幕灌漿防滲。帷幕東與水庫大壩左岸岸幕相接，在600m高程沿金盆東嶺西側及北嶺南側布置，西止周城公路，幕線全長1384m，總灌漿進尺4.9萬m。此外，在金盆北嶺埡口處修建一座高13m的均質粘土副壩，與灌漿帷幕構成金盆古河道防滲系統。
