L'opéra de Sydney est principalement constitué de béton, de granit, de verre et de matériaux céramiques. Ses coques blanches caractéristiques sont fabriquées à partir de béton préfabriqué renforcé d'acier et sont recouvertes de plus d'un million de carreaux de céramique. D'autres murs sont en verre feuilleté soutenu par des meneaux en acier ou par du béton recouvert de granit.
La conception originale de l'opéra de Sydney a été modifiée en raison de problèmes structurels. Pour créer la forme unique, l'architecte Jørn Utzon a finalement créé un système de nervures et de coques en béton contenant des câbles et des barres en acier précontraint. Chaque pièce a été soigneusement coulée sur le sol et ensuite mise en place.
Utzon a travaillé pendant douze mois avec l'usine de céramique Höganäs pour développer les carreaux des coquilles de l'opéra de Sydney. Inspiré par les techniques céramiques chinoises, Höganäs a créé des carreaux qui avaient un éclat brillant et reflétaient la lumière. Chaque tuile a été coulée dans un moule en béton préformé sur le sol et plus tard attachée à la coque nervurée en béton qui était déjà érigée.
La plate-forme en béton du bâtiment est recouverte de granit rouge. Conçu pour contraster avec la structure de la coque visuellement légère, le granit a été martelé à l'aiguille pour réduire tout éclat naturel.
Les parois de verre sont constituées de plus petits segments de verre reliés entre eux par de l'acier. Utzon a utilisé le motif de plumes d'une aile d'oiseau comme source d'inspiration pour la forme organique du bâtiment.
