秦陵地宫巨大，根据探测地宫陵寝距离地面平均深35米，东西长170米，南北宽145米，主体和墓室均呈矩形状，整个地宫面积约56.25平方公里。秦陵地宫采用明挖明填法修筑显然是不可行的，因为填筑体的巨大自重会压垮地宫；因此地宫采用了暗挖法施工，平均埋深达35米，这样地表的封土荷载经过未开挖土层向四周传递，就永远也不会把地宫压跨了。地宫的受力模型跟隧道一样，有的隧道埋深达数百米，但是隧道依然稳固不倒。海底隧道承受的压力更大，它还是通过未开挖岩层圈将荷载分散到更大的岩层圈去，以保证隧道安全。
秦陵地宫征发了全国72万人修筑，前后经历了数十年才建成；李斯汇报说已经挖得很深了，好像到了地底一样，秦始皇还下令再旁行三百丈乃至。可以想象秦陵地宫的修筑过程是先挖隧道进入地底，隧道采用巨木支撑，进入地宫区域后，再逐渐开挖地宫，边挖边支撑。隧道也不止一条，而是多条隧道进入地宫，只是最后保留了两条主隧道进入地宫，其它辅助开挖隧道则被封堵了。地宫建成后，封土只是在地表上堆土，封土的压力通过地层传递至其它地层，并不会对地宫施加压力。
秦陵地宫在地面以下35米左右，这样的话地宫当在岩石圈中，大家都知道在山体中挖隧道，隧道的埋深都比较大，但是隧道却不会垮。原因就在于围岩一旦成拱后，就会将上部的应力向没有开挖部位的岩圈传递，开挖后的岩圈会形成应力自平衡，因此中空部位就安全了。墓室周围还存在着一圈很厚的细夯土墙，即所谓的宫墙；宫墙十分坚硬，是良好的承重结构，宫墙的存在保护了墓室的安全。除了宫墙外，秦陵周围地下存在规模巨大的阻排水渠，这些阻排水渠可以良好的防止地下水进入地宫。
秦陵地宫的设计与施工都代表了当时杰出的土木工程技术，墨家善于营造，水家善于治水，当时墨家已以投靠了秦国，而水家名士郑国、李冰的后代都在秦国为官，因此秦始皇地宫才能建成。在传说中秦始皇地宫的建设得到了外星人的帮助，由于外星人的科技水平远远高于地球，因此他们设计的地宫精巧严密，受力合理而规模巨大，经过多次8级地震洗礼，依然完好无损。历史上不少的人都动过秦皇陵的主意，规模最大的一次是项羽组织三十万人发掘秦陵，结果也仅仅是破坏了表面的封土及建筑，进地宫的门都没有找到。