廣州南站主體結構部分分為四層:
車站結構自下而上分為地下壹層(地鐵站及停車場)、地上壹層(出入口層、購票層)、地上壹層(高架站臺層、東落客站臺)和地上壹層(高架候車層、西落客站臺)四層，最多可同時容納5300人。
地上三層
功能:取票、換票、乘客下車、進站、安檢、候車。
地上三層為高架候車層，自東向西設有1~28個檢票口，1和28個獨立檢票口，A2和3A，A4和5A***檢票口，B3和2B，B5和4B***檢票口等，候車面積為71722平方米。
人工5號售票處可以辦理改簽手續，兩端放置自動取票機。南廣、貴廣方向的列車不支持使用身份證，旅客必須換取紙質車票後才能檢票。
就是進站層，打車或者自駕來的乘客可以在這裏停車、檢查、候車。
這壹層的西平站臺是落客站臺，只能落客，車輛停放時間不能超過3分鐘。
底層2
功能:上車、下車、換乘、落客、進站。
1號站臺(1號站臺)和15號站臺(28號站臺)為側站臺，2號站臺(2號和3號站臺)至14號站臺(26號和27號站臺)為島式站臺；
自東向西依次為武廣下貨場、廣深港貨場、武廣上貨場、廣珠鐵路貨場、貴廣線貨場、南廣線貨場，15站臺，28條到發線，預留廣佛肇城際鐵路引入條件；
南端支持便捷換乘，持聯運火車票的乘客可從本層返回三樓候車室換乘下壹趟列車，可節省大量時間；
是進站層，打車或者坐車來的乘客可以在這裏進站。進站後，他們需要乘電梯到三樓進行安檢和候車。
這壹層的東平站臺是落客站臺，只能落客，車輛停放時間不能超過3分鐘。
壹樓
功能:購票、取票、換票、進出站、坐公交、打車、接親友。
底層是入口層。15~28(含A、B)檢票口更靠近西入口，1~14(不考慮A、B)檢票口更靠近東入口。根據車票右上角標註的檢票口選擇相應的入口可以節省時間。進站後乘電梯到三樓安檢等候。
是購票層，有三個拱形通道(南、中、北)，南北通道有自動售票機，東廣場和西廣場有人工售票處；
是出口層，出口位於中間拱形通道，向西到達公交站(西廣場)，向東到達公交站(東廣場地下壹層)；
公交站點:位於西廣場，26路(含夜班車61、夜班車79、夜班車102)可到達南國奧林匹克公園、番禺長隆歡樂世界、廣州大學城、中山八路終點站(夜班車)等地。夜班車22:00至1:00，其余線路6: 30至21: 20或8: 00至21: 20。
地下壹層
功能:地鐵、汽車、停車場
地鐵站:車站顏色為灰黃色，有13通道通往壹樓。服務時間為05: 55至23: 35。廣州地鐵2號線和廣州地鐵7號線已經開通。規劃線路包括佛山地鐵2號線、廣州地鐵22號線(南站快線)。2號線和7號線分別有1側站臺和1公共島站臺，有平行和隧道兩種換乘方式。
汽車站:設立廣州汽車南站，有開往深圳、東莞、中山、珠海等廣州周邊地區的汽車。
出租車:番禺、佛山、廣州的出租車按照運行路線排隊等候。
停車場:南、北地下停車場位於主樓南、北輔道，分為南1、南2、北1、北2四個停車場。南1、南2地下停車場互聯，北1、北2地下停車場互聯，南北地下停車場中間被地鐵2號線隔斷，無法互聯。東西停車場都是周圍新建的。東停車場位於始興大道南與南站北路交匯處北側，西停車場位於獅山大道南與南站南路交匯處西側。網約車必須停在東、西停車場等候乘客。