西安北站设计师是唐文胜。立意为“唐风汉韵、盛世华章”，整体朴素庄重、雄奇壮美，气势恢宏、彰显浓郁的汉唐雄风。

内部装饰融合了唐朝建筑大明宫含元殿和西安城墙的元素，屋顶、进站大厅、高架层分别源自大明宫含元殿出檐深远的屋顶、结构外露的墙身、浑厚有力的台基。在高铁站候车室里面抬头往上看，天顶犹如一颗珍贵的珠宝，又像是上帝之眼。