獎章章體通徑為60mm，材質為銀鍍金，重量約115g。
獎章章體整體是個國徽的形狀，中間則是經典的五角星與天安門元素，象征國家級榮譽。外圍的旗幟寓意獲獎者的模范引領，在黨的領導下，為實現理想永遠奮斗。
獎章正面和背面圖示：
獎章中的工程技術元素選取的是我國具有代表性的工程技術成果，如高速鐵路、5G、港珠澳大橋、雜交水稻等，象征我國科技創新事業發生的歷史性、整體性、格局性重大變化。
獎章外緣的光芒象征工程師的卓越功勛和無上榮譽。
“國家卓越工程師”獎章采用了大家都很熟悉的紅黃配色，整個色調端正典雅。
與其它國家勛章相比，“國家卓越工程師”獎章最大的不同就是沒有用到寶石，改用琺瑯工藝使得金飾有鮮艷的色彩，例如徽章的底色和五角星的填充色，色彩絢麗而不夸張，平整但有較高的飽和度和光澤。
作為國家最高級別的榮譽象征，本次獎章在設計過程中，融入了多種不同的中國元素和工藝，“中國制造”匠心獨具。
如果再仔細觀察一下的話，就會發現更多的小細節，例如云雷紋的使用，有著綿延不絕和生生不息之意，也更加形象地展現了科技的發展與進步和人民對美好生活的向往。
這樣的設計，不僅體現了國家精神和意志，更展現了新時代工程技術領域的新面貌和新形象。
創新之道，唯在得人。我們向“國家卓越工程師”和“國家卓越工程師團隊”致以最高禮贊，就是對自主創新和自立自強的禮贊。
同時，這也是以點帶面、發揮典型示范作用的應有之義——卓越工程師之“卓越”，代表的不只是我國工程技術領域“摘取皇冠上的明珠”的實力，還有“十年磨一劍”的決心、心懷“國之大者”的站位。
文章已于2024-01-19修改