北京首都国际机场3号航站楼由T3-C主楼、T3-D、T3-E国际候机廊和楼前交通系统组成。T3主楼地面五层和地下两层，T3主楼一层为行李处理大厅、远机位候机大厅、国内国际VIP；二层是旅客到达大厅、行李提取大厅、捷运站台；三层为国内旅客出港大厅；四层为办票、餐饮大厅；五层为餐饮。T3-C（国内区）和T3-E（国际区）呈“人”字形对称，在南北方向上遥相呼应，中间由红色钢结构的T3-D（国航国内区）航站楼相连接。南北向长2900米，宽790米，建筑高度45米。三号航站楼比已有的两座航站楼要大得多。
3号航站楼南北两座建筑（T3C和T3E）由于距离过长，两座楼之间会建造旅客捷运系统以方便乘客。旅客捷运系统（APM）是一套无人驾驶的全自动旅客运输系统。捷运系统采用加拿大庞巴迪公司的设计方案，该系统采用轨旁和中控传递信号控制车辆的运行。行车路线单程长2080米。分别设置在T3C、T3D、T3E共有3个车站。
3号航站楼行李系统采用国际最先进的自动分拣和高速传输系统，行李处理系统由出港、中转、进港行李处理系统和行李空筐回送系统、早交行李存储系统组成，覆盖了T3C、T3D和T3E及连接T3C与T3E行李隧道的相应区域，占地面积约12万平方米，系统总长度约70公里。航空公司只要将行李运到分拣口，系统只需要4.5分钟就可以将这些行李传送到行李提取转盘，大大减少旅客等 待提取行李的时间。
交通中心（GTC）位于3号航站楼前，地下有两层总面积为30万平方米的停车场，在交通中心的地面上，是轻轨交通车站，建筑面积4.5万平方米，椭圆形玻璃壳体结构。旅客可从城内乘坐轻轨交通直到航站楼。东直门至首都机场的轻轨线路会分岔后分别达到2号和3号航站楼，3号航站楼与原有2号航站楼之间也会建立轨道连接。第二机场高速路、机场南线高速路、机场北线高速路、机场轨道交通等场外配套工程的建设，为旅客来往首都机场提供了方便通道。
北京首都国际机场3号航站楼投入使用后，北京首都国际机场的第三条跑道在3号楼投入使用之际完工。北京首都国际机场成为中国第一个拥有三座航站楼，双塔台、三条跑道同时运营的机场，机场滑行道由原来的71条增加到137条，停机位由原来164个增为314个。