Para su construcción se usó ladrillo, piedra, hierro y cemento. El edificio de viajeros se compone de un pabellón central. Está flanqueado por dos alas laterales de menor altura. Toda la estructura está decorada con arcos polilobulados y almenas escalonadas en la parte superior. En uno de los extremos se encuentra la torre del reloj. Cinco puertas permiten acceder a un vestíbulo de gran riqueza ornamental. Ofrece una buena muestra de la artesanía y orfebrería toledana: mosaicos de azulejos, celosías, taquillas y lámparas forjadas.
Dispone de dos andenes, uno lateral al que accede la vía 1 y otro central compartido por las vías 2 y 3. La única conexión de la estación permite unir Toledo con Madrid a través de 15 relaciones diarias en ambos sentidos. Se hace gracias a trenes Avant de media distancia y alta velocidad. Completan así el recorrido en 30 minutos.
Finalmente, se puede encontrar más información en la página web de Adif.