港珠澳大桥总承包商中国交建董事长刘起涛说，港珠澳大桥是一个桥、岛、隧一体化的集群工程项目，其桥隧组合规模世界绝无仅有，技术标准世界最高。
工程包括三项内容：一是海中桥隧岛工程，二是香港、珠海和澳门三地人工岛口岸；三是香港、珠海、澳门三个城市的配套连接线。
其中，主体工程总长约29.6公里，采用桥岛隧组合，由5.3公里的隧道和22.9公里的跨海大桥组成。两个人工岛通过海底沉管隧道连接，人工岛与内陆通过桥梁连接。
其中，海底隧道是整个工程的关键。2009年12月，海底隧道方案采用沉管隧道方案，隧道埋深达30米，建成后将成为世界上最长的沉管隧道。
1995年前后，香港民间就有了修建连接珠海和香港的跨海大桥的声音，但当时存在技术和建设管理的诸多困难。2002年，香港特区政府提出建设连接香港和珠江西岸的通道。经过粤港澳三地政府一年多的讨论，共识逐渐形成，并得到了中央政府的支持。2003年8月4日，国务院正式批准三地政府开展港珠澳大桥前期工作，并同意粤、港、澳三地成立“港珠澳大桥前期工作协调小组”（以下简称协调小组），全面开展各项前期工作。
2004年8月，朱永灵放弃了广东省高速公路有限公司董事长的职务，来到港珠澳大桥前期工作协调小组办公室出任主任。2006年，受协调小组委托，中交公规院开始了大桥工程可行性研究工作为项目决策提供依据。
有一个令许多专家惊讶的细节，在通航孔桥梁的形式上，大桥办和设计团队在全世界范围内展开咨询，共提出100多个方案，这些方案都达到了相当高的水平。这是桥梁建设上是从未有过的，桥梁工程也会提出几个方案,但数量很少超过10个。一位桥梁专家说：“这甚至比方案竞赛还要充分。”
协调沟通粤港澳三地在许多重大问题上的不同意见，是最困难的工作。一份材料显示，口岸的位置、融资方案和比例、大桥线位、桥隧岛结合方案，是三地曾经出现重大分歧的四个问题。
其中，融资问题是经历了数年的协商才解决的问题。香港和澳门希望BOT方式建设，数年的讨论之后，三方一度同意主体工程引入社会资本投资。直到2008年8月，在中央政府的推动下，大桥融资问题才得以解决。海中桥隧主体工程采用政府全额出资本金方式投资建设，该项目资本金总额为157.3亿元，资本金比例约为42%，项目资本金以外部分，由港粤澳三方共同组建的项目管理机构通过贷款解决。大桥建成后，实行收费还贷。港、粤、澳三地政府分别负责口岸及连接线的投资。另外，由于口岸及查验模式设计人工岛布局以及三地不同经济体制，成为最难解决的问题，直到2006年7月，在国务院港澳办协调下，三地同意采用“三地三检口岸”查验模式。
