ประกอบด้วยชั้นขายบัตรโดยสาร และชานชาลาเหมือนสถานีทั่วไปในระบบรถไฟฟ้าบีทีเอส แต่เนื่องจากพื้นที่ค่อนข้างจำกัดที่กว้างเพียง 16.5 เมตร ทำให้เป็นสถานีหนึ่งเดียวที่เป็นแบบชานชาลาข้างเพียงรางเดียว โดยรถไฟฟ้าสามารถผ่านสถานีและข้ามสะพานสมเด็จพระเจ้าตากสินได้ด้วยการสับราง ซึ่งรางคู่จากด้านสถานีสุรศักดิ์ก่อนเข้าสู่ชานชาลาจะมีรางหนึ่งที่กลายเป็นรางตัน ส่วนด้านสถานีกรุงธนบุรีก่อนเข้าสู่ชานชาลาจะเป็นรางคู่ตามปกติแต่ได้มาบรรจบกันก่อนเป็นรางเดียว เนื่องจากสถานีนี้มีความยาวเพียง 115 เมตร ชานชาลาจึงสามารถรองรับขบวนรถได้สูงสุดเพียง 5 ตู้โดยสารเท่านั้น (จากความยาวสถานีปกติ 120 เมตร ที่สามารถรองรับได้ 6 ตู้โดยสาร)

สถานีนี้เป็นสถานีที่มีการบอกกำหนดการรถไฟฟ้าที่จะเทียบเข้าชานชาลาเป็นสถานีแรก โดยบนจอโทรทัศน์จะแสดงไว้ว่า "รถไฟฟ้าขบวนถัดไป... The next train is for..." แล้วตามด้วยชื่อสถานีปลายทางของขบวนนั้นๆ ส่วนรถไฟฟ้าที่จะเทียบชานชาลาและจะมีการแบ่งพื้นที่สำหรับผู้โดยสารที่จะรอรถไฟฟ้า โดยทางไปฝั่งตะวันตก (ไปบางหว้า) จะเป็นสีม่วง แต่ถ้าจะไปฝั่งตะวันออกเฉียงเหนือ (ไปสนามกีฬาแห่งชาติ) จะเป็นสีเขียวเข้ม

เนื่องจากสถานีสะพานตากสิน ตามแผนแม่บทเดิมเมื่อ พ.ศ. 2538 เมื่อมีการก่อสร้างส่วนต่อขยายเพิ่มเติมในฝั่งธนบุรีจะต้องมีการทุบตัวสถานีทิ้งเพื่อทำเป็นรางรถไฟฟ้าจากสถานีสุรศักดิ์ไปยังสถานีกรุงธนบุรีแทน แต่เนื่องจากประชาชนในพื้นที่เรียกร้องไม่ให้มีการทุบสถานีเกิดขึ้น เนื่องมาจากสถานีดังกล่าวเชื่อมต่อกับท่าเรือสาธร ซึ่งเป็นท่าเรือโดยสารที่สำคัญแห่งหนึ่ง กรุงเทพมหานครจึงได้ทำการเข้าปรึกษากับกรมทางหลวงชนบท ซึ่งเป็นเจ้าของสะพานสมเด็จพระเจ้าตากสิน เพื่อที่จะทำการขยายเลนสะพานอีก 1 เลนทั้งสองข้าง แล้วทำการขยายพื้นที่ชานชาลาของสถานีและสร้างรางเพิ่มอีก 1 ราง (ลักษณะที่เป็นไปได้มากที่สุด คือชานชาลาข้าง) โดยในเบื้องต้นกรมทางหลวงชนบทก็ไม่เห็นด้วยในเรื่องนี้ และทางฝั่งกรุงเทพมหานครก็ยังไม่มีทางออกของปัญหาดังกล่าว บีทีเอสซีจึงต้องแก้ปัญหาโดยใช้รถไฟฟ้าที่มีความยาวเพิ่มขึ้นจากสามตู้เป็นสี่ตู้ และจัดการเดินรถใหม่ตามที่กล่าวมาข้างต้น

อย่างไรก็ตามเมื่อวันที่ 10 สิงหาคม พ.ศ. 2560 กระทรวงคมนาคม ได้มีมติให้ กรุงเทพมหานคร บริษัท ระบบขนส่งมวลชนกรุงเทพ จำกัด (มหาชน) หรือบีทีเอสซี และกรมทางหลวงชนบท ดำเนินการปรับปรุงสถานีสะพานตากสินพร้อมปรับปรุงสะพานสมเด็จพระเจ้าตากสิน เพื่อแก้ไขปัญหาคอขวดบริเวณสถานีสะพานตากสินเนื่องจากระยะทางยาวมากขึ้นแต่ติดปัญหาคอขวดทำให้ระบบไม่สามารถทำเวลาได้ โดยการปรับปรุงจะเริ่มจากขยายขอบทางสะพานสมเด็จพระเจ้าตากสินระยะทาง 230 เมตร กว้าง 1.8 เมตรออกทั้งสองข้าง จากนั้นจึงทำการก่อสร้างชานชาลาไปฝั่งพระนคร รางรถไฟฟ้าและชานชาลาไปฝั่งธนบุรี แล้วทำการปรับปรุงภูมิทัศน์โดยรวมของสถานีเป็นอันเสร็จสิ้นการปรับปรุง ปัจจุบันอยู่ในระหว่างประมูลหาผู้รับเหมาก่อสร้าง โดยบีทีเอสซีจะเป็นผู้รับภาระการลงทุนภายใต้งบประมาณ 1,400 ล้านบาท ตามสัญญาสัมปทานฉบับใหม่ของโครงการ คาดว่าการปรับปรุงจะแล้วเสร็จภายใน พ.ศ. 2567