Als erste Forschungsstation in der Antarktis ist die Neumayer-Station III ein kombiniertes Gebäude für Forschung, Betrieb und Wohnen auf einer Plattform oberhalb der Schneeoberfläche, verbunden mit einer in den Schnee gebauten Garage. Auf der Plattform sind innerhalb einer Schutzhülle insgesamt 100 Container mit Wohnräumen, Küche, Messe und Hospital sowie verschiedene Labore,  Funkraum, Sanitärräume, eine Energiezentrale und eine Schneeschmelze untergebracht. Die Garage unterhalb der Station beherbergt Werkstätten, Vorrats-, Abfall- und Tankcontainer und bietet Stellplätze für die Pistenbullys und Motorschlitten. Die Schelfeiskante, an der die Versorgungsschiffe anlegen, liegt rund 16 Kilometer entfernt.

Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) mit vier Dieselgeneratoren von je 150 kW, deren Abwärme für Heizung und Schneeschmelze genutzt wird, versorgen die Station mit Energie - drei Generatoren laufen im Wechselbetrieb, ein Generator steht als Notstromaggregat zur Verfügung. Eine 30 Kilowatt-Windkraftanlage trägt zur umweltfreundlichen Energieversorgung der Station bei. Der Anteil an Windenergie soll in den kommenden Jahren schrittweise durch weitere Windkraftanlagen erhöht werden um dadurch die Emissionen der Dieselgeneratoren auf ein Minimum zu reduzieren. Bei der Planung und dem Bau der Station wurden die Auflagen des  Umweltprotokolls zum Antarktisvertrag berücksichtigt, zum Beispiel durch die Verwendung von umweltneutralem Baumaterial, von Katalysatoren für die Dieselgeneratoren und Auffangeinrichtungen für die Öltanks. Abfälle werden gesammelt und einmal im Jahr nach Deutschland zurückgebracht.