思林水电站位于贵州省东北部，乌江干流中游。电站正常蓄水位440m（高程），相应库容12.05亿m3，装机容量为1000MW（4×250MW）。
电站枢纽由碾压混凝土重力坝、左岸通航建筑物、右岸引水发电系统组成。
碾压混凝土重力坝最大坝高117m，坝顶高程452m，坝顶宽度14m，共分为16个坝段，最大坝段长度为28.5m，在通航坝段，坝顶全长310.0m。
在河床溢流坝段设7孔13×21.5m（宽×高）的溢流表孔，溢流表孔沿大坝中心线对称布置，单孔宽度13m。溢流堰顶高程418.50m，采用WES曲线，后接21级84cm×120cm（宽×高）溢流面台阶，台阶后接半径为10m的反弧段，反弧段中心角为55°，出口底部高程353.00m。
10#坝段设3×3.5m（宽×高）临时底孔一个，底板高程370m。
通航建筑物位于溢流坝段左侧，总长1096.64m，通航渠道宽12m，通航渠道底部高程为428.00m。
大坝工程混凝土总量约95.4万m3，其中碾压混凝土方量约 74.7万m3，常态混凝土方量约20.7万m3。其中大坝碾压砼（含变态砼）67.7万m3，常态砼15.4m3。