多层厂房有多种形式，较常见的是：内廊不等跨布置，以中跨作为通道；等跨布局，适用于生产车间的大面积柔性布局。自然采光的多层厂房一般宽15~24米，如果宽度过宽，中间区域采光不足。运输枢纽和管道井往往布置在中心，而空调机房可设在厂房一侧或底层，利用技术夹层和竖井直达各层。
多层厂房层高一般为4~5米，有时为了获得足够的自然光可以达到6米，还要考虑设备和吊挂运输工具的高度。在多层厂房的底层，有许多原材料和成品的车间或仓库，原材料粗加工频繁，设备较大，水较多。多层厂房的顶层便于扩大跨度和开启天窗，应设置大面积的加工装配车间或精密加工车间。其他楼层按生产线布置。
多层厂房的楼层主要以货梯连接，楼梯宜采用外墙布置。有时，为了简化结构，交通枢纽也可以位于与厂房相邻的连接器中。在使用斗式提升机、滑道、输液通道、气动管道等重力输送设备的生产车间，如面粉厂，其断面应严格按工艺流程布置。辅助客厅往往布置在每层楼的末端，以便靠近所服务的地段，也可以贴在主厂房外，通过楼梯交错分层连接。
多层厂房大多采用钢筋混凝土框架结构体系，或预制或现浇，或两者结合。无梁楼盖系统，如立管，也得到广泛应用。楼面荷载应考虑工艺变化的适应性，设备安装和检修应预留吊装孔。