合肥体育中心位于合肥市政务文化新区南部，北临习友路，南临环区南路，西临怀宁路，东临潜山路，总占地34.73万平方米（521亩），建筑面积15.28万平方米，建筑密度17%，绿地率30%，总投资近14亿元，由主体育场、游泳跳水馆和综合体育馆“一场两馆”构成，由合肥政务文化新区开发投资有限公司投资，北京市建筑设计研究院设计。设计风格定位为开放式体育公园，设计造型独特，设计理念超前，是集各种体育运动和比赛、展览、办公、会议、餐饮、休闲为一体的综合性、智能化建筑体系。主体育场由中建一局建设发展公司施工，监理单位为浙江江南工程建设监理有限公司；游泳跳水馆、综合体育馆由中国建筑第三工程局施工，监理单位为广州珠江工程建设监理公司。整个工程于2004年4月开工，2006年9月竣工投入使用。

    主体育场是合肥体育中心的主体部分，建筑面积约10万平方米，整体造型为椭圆流线型，按照能够承办奥运会等国际体育赛事标准设计施工，最多能容纳6万名观众，可举办田径赛事、文艺演出、公益活动及大型演唱会等多种活动。主体育场正面火炬塔高56米，采用天然气作为燃料，四周看台共分为四个区上下两层，中间为包厢层，分别在东西两侧。下层看台分为12个台区，每个台区可以容纳观众1400—4000人。主席台位于西看台中央，拥有座位170个，贵宾席座位730个，记者席277个。主体育场东北、东南、西北、西南设计了四个出入口可供进出场地。作为政务文化新区的标志性建筑物之一，主体育场的造型个性力求独特，而又与整个体育中心相协调。西侧弯月型的罩棚（北端顶面高53米），由南向北旋转升起，在新区中轴线空中与拔地而起的观光火炬塔汇台，代表了合肥正在以追星赶月似的速度发展。东侧的简捷弧形罩棚既呼应又衬托了极具特色的月牙形罩棚。主体育场看台南边有一块面积330平方米的电子显示屏，采用国际先进的LED大屏，并把室内屏的技术用在了室外屏上，具有较高的亮度和清晰度。西侧看台处设置了终点摄像机房，能够对百米终点线进行高速拍摄。田径场内设置标准足球场（长105米，宽68米），采用了提前培育、适应环境后移栽种植的技术种植了冷季型草皮7800平方米，保持四季常绿。按照国际田联（IFFA）标准铺设的400米塑胶面层跑道，通过了中国田联专业委员会验收。

     游泳跳水馆建筑面积2.6万平方米，建筑层数为地上三层、地下一层（有一夹层），主体为钢筋混凝土框架抗震墙结构，屋顶为钢折板网架结构，抗震设防裂度7级，建筑耐火等级2级，停车数40辆（其中包括8个大车位），建筑耐久年限二级（50-100年），设计容纳观众3100余人。游泳跳水馆二层以上外墙均为幕墙体系，采用多棱体造型，与体育馆造型相互呼应，并有自身个性。首层采用干挂花岗岩石质外墙，形成坚实的基座感，并与二层以上玻璃幕墙形成强烈的虚实对比立面效果。此馆外部造型犹如纸折飞机，形成了跃跃欲试冲向蓝天的艺术效果，不仅与综合体育馆和主体育场的建筑艺术协调一致，更形成了自己的独特形象。按大型甲级游泳跳水馆设计，可满足游泳、跳水、水球、花样游泳等国内重大比赛及国际单项比赛要求。馆内比赛场地分为东西两部分；西侧跳水池为25×21×6米，设3米、5米、7米、10米跳台和1米、3米跳板，东侧游泳比赛池为25×50×3米，兼顾考虑花样游泳、水球比赛的要求。看台下设计有12.5×50×1.35～1.65米热身训练池，集约了建筑体量。游泳跳水馆水处理系统采用了循环过滤水质处理器，池水达到室内水质标准，在水质处理器上安装了板式加热器，分别可以利用蒸汽加热和中央空调机组产生的热量对池水进行加温，一年四季均可供训练比赛使用。泳池采用了高档无菌地砖和加热系统，有效增强了运动员的舒适感。比赛区和训练区分别装有面积为86平方米的电子彩色显示屏和36平方米的双基色显示屏，可以显示计时计分数据，准确记录运动员的比赛成绩。整个计时计分系统和全馆的音响系统采用国际高端产品，并设置了水下扬声器。游泳馆看台为单边设计，分上、下两层，观众席3173个，其中贵宾席80个，位于看台中央，记者席60个，位于贵宾席右侧。

    综合体育馆建筑面积2.7万平方米，按甲级馆设计，馆内风速保持在≤1米/秒。首层为比赛现场、热身场地、全民健身房及辅助用房等设施。包括运动员、裁判、医疗竞赛管理用房、贵宾用房、记者工作区及运动器材库等。二层为观众层，设固定坐席5596个，活动坐席2110个，比赛场地内的伸缩式活动看台座椅可根据实际需要随时伸出、缩进。固定坐席中设贵宾席110个，记者席42个，包间4个。三层为观众看台，并设有灯光和声控室。比赛场地为70×40米，最大净高27米，可满足手球、篮球、排球、网球、羽毛球、乒乓球、柔道、拳击、击剑、摔跤、武术等各种室内比赛项目要求，并能满足搭设体操台及各种演出表演台的要求。

    富于音乐动感的五环喷泉广场以喷泉和奥运五环标志相结合而得名，采用变频式水泵，随着音乐音频的变化水泵喷水的高度也随之改变，形成了高泉、跑泉、树冰泉、跳泉、皇冠泉等造型，忽高忽低，动感十足，其中五个中心水柱最高可达25米。 

   为打造“社会化、专业化、职业化”体育中心运营管理队伍，构建“合肥特色、全国示范、国际品质”的合肥体育中心运营管理战略，2010年10月，合肥政务文化新区开发投资有限公司通过公开招标方式签约中体产业集团股份有限公司，签订《安徽合肥体育中心（合肥奥体中心）委托运营管理合同》。合同约定：合同期限9年（2011年1月1日—2019年12月31日），中体公司保证每年不少于48场大型赛事和文化演出活动。2011年，合肥体育中心共举办各类活动55场，其中国际性体育赛事2场。2012年，共举办各类型活动70场，其中国际赛事2场。2013年，共举办各类型活动69场，其中国际A级赛事2场。2014年，共举办各类活动136场，其中国际A级赛事1场。