西安世园会园区总面积418公顷(6270亩),其中水域面积188公顷(2820亩),在历届园艺博览会中是面积最大、水域最大的。园区总体结构为"两环、两轴、五组团"。其中,"两环"分为主环和次环。主环为核心展区,主要分布有室外展园和园艺景点;次环为扩展区,布置世园村、管理中心等服务配套设施。"两轴"是指园区内的两条景观轴线,南北为主轴,东西为次轴。"五组团"分别为长安园、创意园、五洲园、科技园和体验园。四大标志性建筑有长安塔、创意馆、自然馆和广运门;五大主题园艺景点分别是长安花谷、五彩终南、丝路花雨、海外大观和灞上彩虹;三大特色服务区分别是灞上人家、椰风水岸和欧陆风情。存园区里,通过园林、花卉、滨水建筑等形式给观众以立体型全方位的展示。西安世园会邀请国际知名策划、规划机构和大师参与完成了《世园会总体策划方案》等各类策划、规划设计方案90余项。其中,世园会总体策划方案由国际著名会展机构日本杰科姆公司编制。世园会四大标志性建筑,长安塔由中国工程院院士张锦秋设计,创意馆、自然馆和广运门由全球"景观都市主义"领军人物、英国普拉斯马公司首席设计师伊娃设计。园区景观设计由日本首席园艺大师、爱知世博会景观设计者——小林治人主持完成,施工图由上海同济大学设计完成。为了保证园艺展出水准,西安世国会第一次设置了9个大师展园,代表了当今国际各个流派的最高水平。