北京的四合院設計包括小四合院、中四合院、大四合院、變體四合院、三合院及大雜院等類型。其房屋建筑主要由三大部分組成，即地基、墻體、屋頂。各部位所使用的材料不同，營造方法也不一樣。老北京傳統四合院最大的特點是以木材做為房舍支撐物和骨架結構，這就大大減輕了四周墻體的負重量。而有些房屋不用磚石砌成隔斷，采用了木制板壁和隔扇將間與間隔離，這種隔扇并不負重，只是為了使用上靈活方便。老北京的四合院建筑不但具有一定的科學性，還十分符合《營造法》原理。在三大組成部分中，既權衡建筑物的比例，比重還保持了整體的平穩性與互襯性。并以嚴謹的布局、精細的做工、優美的造型來突出建筑體的壯觀及典雅之風。
提到北京四合院的建筑結構，木材在其中發揮了重大作用。《老子》曰：“九層之臺，作于累土”。累土成基意為根基實在，建筑物才能堅固。做為房屋頂部主要支撐物的柱子要立于地基之上，所用木材須粗實且抗腐力強。而傳統的屋頂骨架主要是木質結構，分成柁、檁、椽、枋等幾部分。柱子的作用是支撐大梁，梁是承負屋頂受力最大的橫向骨架，又叫“柁”。因為它像橫跨在兩柱之間的一架橋梁，馱起上面很大力量而得其名。梁的造材很重要，料需粗實、堅硬、有韌性。講究的人家多采用上乘的針葉樹，如黃松、黃花松等木料。名人府弟用金絲楠者非為少數，平民四合院用榆槐木者甚多。為了適應北方夏天多雨冬季寒冷的氣候條件，北京四合院的屋頂多為人字形，使其達到排水迅速，隔溫保暖的作用。梁上有掛柱支撐二柁，三柁、上面又有檁子和椽子，木屋架成為一個階梯形。屋頂鋪上泥瓦后，從側面看像似山峰。
在四合院建筑中，古代先人們通過長期實踐積累了一套完整的制作工藝。為了使屋架牢固，匠師們采用了特殊方式將其各部位緊密聯在一起。斗、拱、昂、枋就是最常見的物件之一，這些部件在中起到了很重要的作用。斗是一尺見方形木塊，分為斗耳、斗腰、斗底三段，類似古代量糧食的斗狀。中間鑿有方孔安放于柱子頂端。拱是安裝在斗上的一兩頭蹺曲似船形木方，即是一根長木方，通過斗和拱中心傾斜下垂，其作用是前可挑檐，后可挑梁。枋用來連接分散的斗拱，使之成為一個整體，可保持屋架的穩定。有了堅實牢固的柱、斗拱、昂、枋，梁才能承擔起檁子及密集的木椽，使所有木屋架成為一個整體。
北京四合院建筑的制作和使用，不但具有實用性、科學性，更具有一種很高的藝術性。觀賞那些青磚磨縫、雕梁畫棟、飛檐斗山的四合院建筑制造工藝，處處都有一種誘人的魅力。
另外，四合院居室的門窗，隔扇等木裝修更是一種獨具民族特色的藝術杰作。古人在設定房門院門的方位、尺寸等方面極為講究。首先須按居住者身份、地位、職業確定門的形式和標準。《易經》中將門的方位及尺寸分為財、病、商、義、官、劫、害、吉八種標準。據說“八字尺”源于工匠祖師魯班，如若違背八字會帶來不吉利。北京四合院房門式樣頗多，風格各異。通常為上半部做成十字棱條或步步緊、套方木格，可裝玻璃也可糊高麗紙。下半部在門邊中裝門心板，門心板可刻上曲線花紋。四合院的門分風門、院門、隔扇門幾種。屋門，隔扇門多用玻璃或窗格形式，而臨街的門和門樓都用板門。板門是用木板拼成的整體，為了結實耐用背后穿有木帶，以燕尾槽和銀錠扣連接加固，非常嚴實持久。板門一側邊的上下出頭做成門軸，插入上下坎門舀，開啟自由。板門背后有木制門栓，人稱“門插關 ”。此種門既擋風又安全，以雙扇對開居多。講究的人家還在木門上雕出花卉、盤腸、葫蘆等圖案來突出門的美觀性，還有將“忠厚傳家久，詩書繼世長”的楹聯直接刻于門上，黑漆金字的木門成為文化人家的一種時尚。如果再配上精致的門首，貼上門神，確實有種莊重威嚴之感。
說到四合院的門，必然又牽扯到住宅的門樓和門道。門樓及門道是各家的門戶和門臉，它代表著主人的身份，地位與窮富，門樓的建筑形式備受人們的關注。無論是廣亮大門，垂花門，如意門或蠻子門豪華或普通與否，其在建造上都離不開。而各種木活技藝均能在這里得到體現，最突出的部件是透雕的罩面板，講究的門樓觀賞性并不亞于院宅房舍。磚墻瓦頂，臺階木檐，厚重的街門，油漆彩繪的額枋及一雙石雕門礅在門前相守相望，使四合院的門樓更加絢麗多姿，肅穆莊嚴。
老北京四合院里居室的窗戶花樣繁多，造型美觀大方。為了采光和保溫，地面往上是磚砌的坎墻。一米坎墻之上到檁方是木制窗戶，窗子下半部以木框分幾等份，框內安裝大玻璃。上半部是用木棱做成的各種窗格，有燈籠緊、套方、盤腸、亂劈柴、雙筆管、斜向眼等式樣，其造型十分優美做工細膩精良。所有的框、邊、棱條均以榫卯結合，部件配合很得當。為了通風可做成上支下摘，或外加一層紗窗。精美的窗格，豪華的木門，雕梁畫棟的檐枋，使青磚灰瓦的四合院宅舍顯示出古色古香。
大凡有身份人家的四合院，室內一般都不砌成固定隔斷，間與間多采用木隔扇分成小單元。這種形式拆啟自由，靈活方便，可以根據需要隨時變更空間。而精巧輕便的木隔扇又可做為一種特殊的室內裝飾品，給人帶來一種舒適典雅之美感。因為隔扇有多姿多彩的窗格，還鑲有玲瓏剔透的木雕花卉，每扇心板上或浮雕花紋，或附予彩繪。風韻獨特的細木裝修，使居室氣氛充滿了溫馨與浪漫。
除此之外，四合院中的走廊、影壁、掛落屏風及柱頭枋下的雀頭、花牙子，在制作上工藝也是十分的精湛，無論是格局或造型極具觀賞性。這些用木材制成的物件以其特有的形狀、體態，色彩和質感構成無數點、線、面的有機組合，形成了四合院建筑造型藝術諸多內容。也給人們的居住環境營造出一個舒適、和諧、多趣的生活空間。
可以說，在四合院建筑當中，木質材料的廣泛使用，表明其所具有的重要價值。它在房屋內外裝飾方面，也發揮著很大作用。古代匠師們以巧奪天工的高超技藝，把木材制成居舍結構及各種裝飾物，與磚瓦灰石結合成一體，營造出世界罕見的民宅和殿堂。