Hidroituango está conformado por una presa de 225 m de altura y 20 millones de m3 de volumen. Está localizada inmediatamente aguas arriba donde desemboca el río Ituango al río Cauca. En el sitio del proyecto, el río tiene un caudal medio de 1.010 m3/s. Para la generación de energía se proyecta tener una central subterránea de 2.400 MW de capacidad instalada y 13.930 GWh de energía media anual. La caverna de máquinas tiene 240 m de longitud, 23 m de ancho y 49 m de altura, equivalente a un edificio de 17 pisos y alojará 8 turbinas Francis de 300 MW de capacidad cada una. La central albergará los equipos auxiliares electromecánicos y de control, la sala de control, la sala de montaje y los edificios de oficinas. Aguas arriba de ella se localiza la caverna de transformadores que aloja bancos de tres transformadores monofásicos por unidad generadora. Y aguas abajo, dos cavernas de almenaras o piscinas de aquietamiento donde reposa el agua después de turbinada, una para cada cuatro unidades, que mediante sendos túneles de descarga retornarán el agua al río Cauca, unos 1.400 m aguas abajo de las captaciones.
Cada unidad de generación es alimentada por un túnel de conducción, que se inicia en una excavación sobre la margen derecha, en donde se ubica el conjunto de las ocho captaciones. Los túneles están provistos de compuertas de cierre, instaladas en pozos verticales cercanos a las captaciones.
El túnel de descarga intermedia, para controlar el llenado del embalse y garantizar la descarga hacia aguas abajo de la presa, tiene un caudal mínimo exigido por la autoridad ambiental de 450 m3/s. Su capacidad hidráulica total, con lo trabajos de ampliación que se le están haciendo, será de 750 m3/s.
El vertedero, la estructura hidráulica destinada a propiciar el pase, libre o controlado del agua embalsada en los proyectos hidroeléctricos, es del tipo canal abierto, controlado por cuatro compuertas. Tiene una capacidad de evacuación de 22.600 m3/s de agua; su longitud es de 405 metros y ancho entre 70 y 95 metros. A manera de comparación, la cancha de fútbol del estadio Atanasio Girardot de Medellín mide 110 metros de largo por 73,5 metros de ancho, por lo tanto, el canal del vertedero corresponde a cerca de cuatro canchas de fútbol. A su vez, las cuatro compuertas radiales miden, cada una, 15,4 metros de ancho por 19,5 metros de alto.
En el exterior se tiene la subestación principal de tipo encapsulada a 500 kV, a la cual llegan, desde la caverna de transformadores, los cables de potencia aislados a 500 kV mediante un pozo inclinado.
El embalse tiene una longitud de 78 km y un volumen de 2.800 millones de m3 de agua, en el nivel máximo de operación. Complementan el proyecto otras obras asociadas, como el túnel de acceso a la casa de máquinas, el túnel de ventilación y la salida de emergencia, los pozos de aireación de las almenaras y de extracción de humos, así como distintas obras de infraestructura entre las que se encuentran vías de acceso, campamentos, línea de transmisión y subestación de construcción.