主要建筑物有寬縫式砼攔河壩一座，壩后式水電站兩座。右岸壩后設110千伏高壓開關站一座。主壩壩頂高程138.80m（黃海高程），保壩洪水位138.50m，正常蓄水位133.00m（與設計洪水位相同），死水位121.50m。該工程壩型采用寬縫封閉式阻水帷幕壩內抽排措施的優(yōu)化斷面。經(jīng)十余年的運行表明， 大壩設計合理，施工質量良好，實測壩體的沉陷、位移、滲漏量、揚壓力數(shù)值，均在設計范圍之內。1992年被評為河北省優(yōu)秀設計一等獎，

水庫大壩為二級建筑物， 水電站為3級建筑物；基本地震烈度為7度，設計采用8度。主壩壩長1354m，壩頂高程138．8m(黃海標高，下同)，河床高程101m，最低基巖高程86m，最大壩高52．8m。庫容為3．37億立方米。大壩按百年一遇洪水設計，按千年一遇洪水校核，按流域內可能最大降雨為保壩標準。大壩中部設有28孔溢洪道，用15×21.1m弧形門控制，最大泄洪能力為60750 立方米/秒。在溢洪道右側設有8個底孔，孔口尺寸為5×10m，用5.76×10.05m平板鋼閘門控制，最大泄洪量為6750 立方米/秒。

大黑汀水庫渠首閘位于渠首電站左側，共4孔，孔口尺寸為4×4m，用4.1×4.06m平板鋼閘門控制，控制引水流量160 立方米/秒。渠首閘右側設渠首電站一座，裝機容量1.28萬kw（4×0.32萬kw）。底孔壩段右側設河床電站一座，裝機容量為0.88萬kw，兩座電站總裝機容量為2.16萬kw，其多年平均發(fā)電量0.468億度。

大黑汀水庫是開發(fā)灤河，跨流域向天津市、唐山市及其所屬縣區(qū)引水的大型骨干工程之一，大黑汀水庫的重要作用是承接潘家口水庫的調節(jié)水量，提高水位，為跨流域引水創(chuàng)造條件，同時攔蓄潘、大區(qū)間來水。下接引灤人還、引還人陡及引灤人津渠道。為唐山市、天津市及灤河下游工農業(yè)及城市用水提供水源，并利用輸水進行發(fā)電。

該工程1986年竣工并投入運用。 累計向津、 唐及灤河下游供水183億立方米， 發(fā)電 1．74億千瓦每小時，社會效益顯著。工程建成后與上游潘家口水庫聯(lián)合運用，每年可向下游供水21．34億立方米，除供濱海地區(qū)農業(yè)用水4．15億立方米外，其余水量17．19億立方米全部南調，供唐山市及天津市工農業(yè)用水。