Un barrage est plus épais en bas qu'en haut car les forces exercées sont les plus fortes près du sol. La pression de l'eau augmente proportionnellement avec la profondeur, de sorte que la partie inférieure du barrage a une pression d'eau plus élevée exercé sur elle. L'épaisseur croissante du barrage inférieur l'aide également à supporter son propre poids.
La construction du barrage reflète la variété des forces qui agissent sur lui. Certains, comme la pression de l'eau et le poids du barrage lui-même, augmentent progressivement vers le bas du barrage. D'autres forces, telles que celles exercées par les tremblements de terre et la formation de glace, sont intermittentes et souvent difficiles à prévoir. Les forces sismiques sont particulièrement difficiles à prévoir car elles se produisent de manière inattendue et peuvent se déplacer dans n'importe quelle direction.
La taille et la forme idéales d'un barrage dépendent de sa taille, de sa fonction, de son emplacement et des matériaux de construction disponibles. Les barrages-poids reposent sur leur poids extrême pour résister à la pression de l'eau. Une conception similaire, appelée barrage en remblai, se compose de terre et d'autres matériaux naturels et résiste également à la pression de l'eau en raison de son poids élevé. Les grands barrages en remblai comprennent un noyau résistant à l'eau.
Selon l'Association of State Dam Safety Officials, la conception la plus efficace dans les endroits étroits et rocheux est le barrage-voûte. C'est également l'une des options les plus solides en raison de sa surface incurvée. Contrairement aux barrages en remblai, les barrages-voûtes sont entièrement fabriqués à partir de béton, de maçonnerie et d'autres matériaux artificiels.
