港珠澳大桥的前身是原规划中的伶仃洋大桥。20世纪80年代初，香港、澳门与中国内地之间的陆地运输通道虽不断完善，但香港与珠江三角洲西岸地区的交通联系因伶仃洋的阻隔而受到限制；同世纪90年代末，受亚洲金融危机影响，香港特别行政区政府认为有必要尽快建设连接港珠澳三地的跨海通道，以发挥港澳优势，寻找新的经济增长点。
港珠澳大桥分别由三座通航桥、一条海底隧道、四座人工岛及连接桥隧、深浅水区非通航孔连续梁式桥和港珠澳三地陆路联络线组成。其中，三座通航桥从东向西依次为青州航道桥、江海直达船航道桥和九洲航道桥；海底隧道位于香港大屿山岛与青州航道桥之间，通过东西人工岛接其它桥段；深浅水区非通航孔连续梁式桥分别位于近香港水域与近珠海水域之中；三地口岸及其人工岛位于两端引桥附近；通过连接线接驳周边主要公路。
港珠澳大桥采用石散石湾—拱北明珠的线位方案，线路东起香港新界离岛区大屿山石散石湾，接香港口岸，经香港水域，沿23DY锚地北侧向西依次经过珠江口铜鼓航道、伶仃西航道、青州航道、九洲航道，至珠海市香洲区拱北街道，止于珠澳口岸人工岛。
港珠澳大桥香港连接线起于粤港海域边界，连接港珠澳大桥的主桥至香港口岸，全长12千米；珠海连接线起于珠海市香洲区拱北街道珠海口岸人工岛，止于珠海市香洲区南屏镇洪湾社区，全长13.9千米；澳门连接线起于澳门人工岛西南侧，通过桥梁方式进入澳门填海新区。
许多朋友都知道，港珠澳大桥中间部分建了一段不长不短的海底隧道，而且建设的位置不偏不倚，正好是在整个工程中间的位置，那么港珠澳大桥沉管隧道建造的目的是什么？为什么不直接把整座桥贯通？或者全部采用隧道形式？
港珠澳大桥主桥需要跨越珠江口五个主要航道，其中珠江西岸接近珠海的九州港航道、江海直达船航道和青州航道因为通航条件有限，采用斜拉桥横跨。
接近粤港澳分界线以北还有两条深海主航道：伶仃西航道和铜鼓航道，这两条航道因为通往世界十大港口的广州港（第七）和深圳港（第三）通航等级要求非常高，现在10按10万吨，远期按30万吨邮轮同行标准规划。如按30万吨邮轮通行标准，大桥桥面需超过80米高，桥塔高度达200米，又与附近的香港赤喇角机场限高要求相冲突。最后为了平衡船只通航和飞机升降安全，在这两个航道范围内采用海底隧道结构，由东西两个人工岛相连接。东人工岛至香港机场东边镇海新建的香港口岸人工岛这一段香港连接线依旧采用桥梁结构（除大屿山观景山隧道）
伶仃西航道通往广州港，主要为南沙港；
铜鼓航道通往深圳港西部：蛇口、赤湾、大铲湾等港口占深圳港总吞吐量六成左右（深圳港还包括东部的盐田港）
其实说的简单点就是：那一片流域上有飞机航道，下有轮船通行，如果照顾到了轮船通行，就必须提高总体桥梁高度，这样大跨度下的斜拉桥索塔高度也必须抬高，这样会导致飞机无法正常起降。这个工程一开始也因此差点搁浅。后来提出了修一段隧道，再接桥，才解决这个问题。
至于为什么不全部按照隧道建设，因为隧道的造价太高了，比建桥高的不是一心斑点。大家可以自己百度雨下建造隧道的成本。
港珠澳大桥总体设计理念包括战略性、创新性、功能性、安全性、环保性、文化性和景观性。
港珠澳大桥主桥为三座大跨度钢结构斜拉桥，每座主桥均有独特的艺术构思。其中青州航道桥塔顶结型撑吸收“中国结”文化元素，将最初的直角、直线造型“曲线化”，使桥塔显得纤巧灵动、精致优雅。江海直达船航道桥主塔塔冠造型取自“白海豚”元素，与海豚保护区的海洋文化相结合。九洲航道桥主塔造型取自”风帆“，寓意“扬帆起航”，与江海直达船航道塔身形成序列化造型效果，桥塔整体造型优美、亲和力强，具有强烈的地标韵味。
东西人工岛汲取“蚝贝”元素，寓意珠海横琴岛盛产蚝贝。香港口岸的整体设计富于创新，且美观、符合能源效益。旅检大楼采用波浪形的顶篷设计，为了支撑顶篷，旅检大楼的支柱呈树状，下方为圆锥形，上方为枝杈状展开。
最靠近珠海市的收费站设计成弧形，前面是一个钢柱，后面有几根钢索拉住，就像一个巨大的锚。大桥水上和水下部分的高差近100米，既有横向曲线又有纵向高低，整体如一条丝带一样纤细、轻盈，把多个节点串起来，寓意“珠联璧合”。
针对跨海工程“低阻水率”“水陆空立体交通线互不干扰”“环境保护”以及“行车安全”等的苛刻要求，港珠澳大桥采用“桥、岛、隧三位一体”的建筑形式；大桥全路段呈S型曲线，桥墩的轴线方向和水流的流向大致取平，既能缓解司机驾驶疲劳、又能减少桥墩阻水率，还能提升建筑美观度。
港珠澳大桥全长55千米，其中珠澳口岸至香港口岸41.6千米，跨海路段全长35.578千米；三地共建主体工程29.6千米，包括6.7千米海底隧道和22.9千米桥梁；桥墩224座，桥塔7座；桥梁宽度33.1米，沉管隧道长度5664米、宽度28.5米、净高5.1米；桥面最大纵坡3%，桥面横坡2.5%内、隧道路面横坡1.5%内；桥面按双向六车道高速公路标准建设，设计速度100千米/小时，全线桥涵设计汽车荷载等级为公路-Ⅰ级，桥面总铺装面积70万平方米；通航桥隧满足近期10万吨、远期30万吨油轮通行；大桥设计使用寿命120年，可抵御8级地震、16级台风、30万吨撞击以及珠江口300年一遇的洪潮。
作为连接粤港澳三地的跨境大通道，港珠澳大桥将在大湾区建设中发挥重要作用。它被视为粤港澳大湾区互联互通的“脊梁”，可有效打通湾区内部交通网络的“任督二脉”，从而促进人流、物流、资金流、技术流等创新要素的高效流动和配置，推动粤港澳大湾区建设成为更具活力的经济区、宜居宜业宜游的优质生活圈和内地与港澳深度合作的示范区，打造国际高水平湾区和世界级城市群。
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