西三環站為地下兩層車站，往西為西流湖站，往東為秦嶺路站。本站采用單柱大視野設計，島式站臺結構。車站共有3個出入口，分布于建設路兩側和三環路的東北角，其中B1出入口設有通往站外的無障礙垂直電梯，并與未來的公交接駁站相鄰;B2出入口通過75米的通道下穿柿園大橋至建設路南側;車站站廳共設有5組進站閘機，3組出站閘機，4組雙向閘機，5臺自動售票一體機。C口位于車站的西北角，于西環快速路相接。