Побудована за принципом прямоточно­го водопостачання: вода забирається приймальним пристроєм і проходить зону первинної очистки (решітки та механічні сітки); потім вода поступає безпосередньо в насосну, після цього по напірному трубопроводу - в систе­му водогону електричної станції для обслуговування котлів та інших при­ладів - конденсаторів та маслоохолоджувачів.

Споруджена за типовою схемою, скла­дається з двох приміщень: водоза­бору з трьома аванкамерами та очис­ними сітками і насосного приміщення. Приміщення водозабору розташоване нижче від рівня набережної, в архітек­турно-просторовому відношенні майже не виявлене (верхня його частина — на відмітці 3,0 м). Пл. забудови - 135 кв. м, заг. пл. - 149 кв. м. Сучасний вигляд та загальне сприйняття споруди від­різняються від первісного. У зв'язку з підняттям рівня землі при спорудженні набережної будинок опинився в при­ямку, і з боку міста видно тільки верх­ню частину головного фасаду. Внас­лідок підняття рівня Дніпра з побудо­вою греблі Київської ГЕС (при коли­ваннях горизонту води від 4,5 м до + 1,54 м), на фасадах було закладено вікна.
Основний архітектурний об'єм цегля­ний, пофарбований, у плані прямокут­ний (16,0 х 8,5 м). Дах двосхилий, бля­шаний, з покриттям по дерев'яних фермах, прогін - 5,5 м. За компо­зицією симетричний відносно головної осі. Головний (повздовжній) фасад орієнтовано в бік Подолу. Центральний вхід має металеві ворота завширш­ки 2,0 м та симетрично розташовані дві ніші. Вис. споруди з боку Подолу (до карниза) - 4,0 м. Рівень підлоги на­сосного приміщення - на відмітці 5,82 м, аванкамер - 8,5 м.
Оздоблений у цегляному стилі з еле­ментами неоготики. Фасад, звернений до Дніпра, вирішено в спрощених фор­мах, декоровано канелюрованими піля­страми та карнизом. Дві симетрично розміщені ніші оформлено сандриками із замковими каменями та підвіконня­ми. Торцеві фасади, виконані з однако­вим ступенем пророблення, розчлено­вано чотирма пілястрами, центральні утворюють високий щипець з гостри­ми формами та круглим вікном з архівольтом і двома баштоподібними тумбами з боків. Щипець відіграє роль брандмауера. В системі декору на піля­страх присутні висячі лопатки з гос­трими зубчастими краями. В поєднанні з пілястрами на всю висоту споруди цей декоративний прийом загострює мотив видовженості пропорцій спору­ди і вносить в її образ готичні елемен­ти. На поздовжніх фасадах ніші мають клинчасті цегляні перемички - санд­рики. На головному фасаді над воро­тами - лучкова цегляна перемичка з сандриком аналогічної форми та зам­ковим каменем складної ступінчастої форми. Сучасні ворота - металеві, автентичні не збереглися. По чотирьох кутах даху розміщено декоративні тум­би, що в комплексі зі щипцями-брандмауерами торцевих фасадів складають його декоративне оздоблення.
В інтер'єрі збереглися металеві сходи та містки, а також металева рифлена підлога. Для монтажу та ремонту об­ладнання насосної станції на рівні ну­льової відмітки встановлено тальферну лінію, що кріпиться по металевих дво­таврових балках. Насоси станції роз­міщено на рівні нижче нульової від­мітки на 4,2 м. У насосному приміщен­ні нині розміщено чотири сучасні відцентрові насоси.
Споруда насосної станції започатковує типологічний ряд будівель подібного призначення. Її функціонально-типо­логічну схему використали для розро­бок типових берегових водогінних на­сосних станцій на наступних етапах розвитку вітчизняної енергетики.
Тепер у приміщенні ЦЕС міститься Науково-дослідний інститут вугіль­них енерготехнологій Національної академії наук України [1918].