Arquitetonicamente, o teatro combina elementos do estilo neoclássico com influências amazônicas, concebido para ser um espaço destinado à ópera, incluindo um fosso para orquestra que garante a harmonia entre a música e as vozes dos cantores. Além disso, o projeto sofreu reformas ao longo dos anos para corrigir problemas estruturais e alinhar-se mais ao estilo neoclássico original, incluindo a instalação de uma caixa d’água de 40 mil litros abaixo do fosso.

O Teatro Amazonas, por sua vez, tem um estilo arquitetônico renascentista e é conhecido por sua cúpula, que conta com 36 mil peças em cores da bandeira brasileira, importadas da Alsácia, na França. A decoração interna, realizada pelo pernambucano Crispim Amaral, apresenta uma mescla de estilos neoclássicos e ecléticos, enquanto o italiano Domenico de Angelis foi responsável pelo afresco “A Glorificação das Bellas Artes na Amazônia”, que adorna o Salão Nobre.

Ambos os teatros mantêm grande parte de suas características originais e são tombados pelo Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional (Iphan), sendo o Teatro Amazonas reconhecido como Patrimônio Histórico Nacional desde 1966.