趙州橋的合理選址是它成為千年古橋的一個重要原因。李春將趙州橋的基址選在洨河的粗砂之地，是因為以粗砂為根基可提升橋樑的承重力度，以確保橋樑的穩定性。
趙州橋建造中選用了附近州縣生產的質地堅硬的青灰色砂石作為石料，採用圓弧拱形式，使石拱高度降低。主孔淨跨度為37.02米，而拱高只有7.23米，拱高和跨度之比為1:5左右，這樣就實現了低橋面和大跨度的雙重目的。
趙州橋橋身全長64.4米，拱頂寬9米，拱腳寬9.6米，跨徑37.02米，拱矢7.23米。主拱的兩端各有兩個小拱，小拱淨跨為2.85米和3.81米。橋體由28道並列券拱砌築，並用勾石、收分、蜂腰、伏石“腰鐵”連結加固，提高了整體性。
