高雄新車站有別於以往的設計，以「高雄之心」為概念出發，因應南部炎熱天氣，打造潔白流線型的設計搭配大量綠色植被增加寶貴的公共綠地，化身都市之肺。車站外觀將規畫為挑高6公尺的天棚圓頂，並在頂樓設置占地35,000平方米綠化樹冠與人行步道，以及一條東西走向的自行車道，未來將串連左營、高雄、鳳山等整體綠園道。待天棚完工遊客走到戶外時，便能夠欣賞繁華都市風景以及綠意盎然的空中花園，更能夠在此騎乘單車，從左營一路騎至鳳山，沿途從高處一覽高樓林立的都市景觀，更代表了高雄對未來可持續城市的願景。高雄車站天棚為一層之鋼構曲面頂蓋建築物，其中結構係由H型鋼梁組成大跨距桁架，並以圓管鋼柱作為支撐構材，互連結成構架而組成。因整體曲面天棚結構需求涵蓋範圍總長約600m，總寬約340m，如採單一結構系統，將難以克服溫差等差異載重之問題。故結構設計上配合地下站體之分區，將站體分區為「中央站區」、「北站區」、「南站區」、「東站區」、「西站區」等五大區塊。