La concepción de la estructura metálica de la cubierta de la estación de Delicias se basó en la idea de que tanto la separación entre los elementos como su luz debían ser relativamente grandes. Se debía además unificar su geometría para permitir la prefabricación de la estructura. Así, los elementos principales de la cubierta, diseñada a base de módulos triangulares que obedecen a la forma romboidal en planta de la estación, están constituidos por nueve arcos con tirante inferior, cuya tracción está parcialmente resistida por tendones de pretensado que permiten, además, reducir la cuantía de acero estructural. Este sistema estructural, con pocos elementos de perfiles cerrados, uniones soldadas y sin arriostramientos, condujo a una solución ordenada y estéticamente atractiva, aspecto que resulta particularmente importante en este caso ya que la estructura es parcialmente visible desde el interior del edificio a través del falso techo.

Todos los elementos estructurales contribuyen a la estabilidad global del sistema, gracias a su propia rigidez y al empleo de uniones rígidas en todos los encuentros. La estabilidad fuera del plano de los arcos se asegura mediante el empleo de una sección de gran rigidez y al empotramiento de los arcos con los montantes verticales, que transmiten las cargas desde la cubierta, materializando de este modo un apoyo lateral elástico cuya rigidez se ve, así mismo, incrementada por la rigidez a torsión de los tirantes inferiores y a la unión rígida de estos últimos con el resto de elementos de la cubierta. De esta forma no es necesario disponer ningún sistema adicional para estabilizar los arcos, eliminando los tirantes laterales que estaban previstos en el diseño inicial de los arquitectos.