Das Bauwerk besteht aus einem Viadukt mit zehn Feldern von jeweils etwa 15 Metern Spannweite. In den geraden Stegbereichen übernehmen die Geländer beidseitig die Tragfunktion: Sie sind als fachwerkartige Stabwerke ausgebildet, bei denen die Handläufe als Obergurte und die Randträger als Untergurte wirken. Die Diagonalstreben sind gekreuzt angeordnet, sowohl für Zug- als auch für Druckkräfte, und wurden in Neigung und Abstand nach einer aufwändigen Optimierung berechnet, um die Querkraft optimal aufzunehmen. Im Bereich der gekurvten Aufweitung verzichtet man auf die talseitigen Streben in den Geländerträgern, um die Sicht auf die Landschaft nicht zu beeinträchtigen. Die Tragwirkung übernimmt hier ein mittig angeordneter Hohlkasten, der elegant in die Sitzstufenanlage integriert ist.

Die Brücke ist als teilintegrale Konstruktion ausgeführt. Das bedeutet, dass sie im geraden Stegbereich monolithisch mit den Widerlagern sowie mit den lambda-förmigen Stützen verbunden ist. Im gekurvten Abschnitt ruht das Brückendeck dagegen auf Streben mit gelenkigen Fußpunkten.Die Queraussteifung wird hybrid gelöst: Sie erfolgt durch das Zusammenwirken der Widerlager und der Lambda-Stützen in Kombination mit dem Horizontalverband im Brückendeck. Die Widerlager Nord und Ost sind auf Kleinbohrpfählen gegründet. Diese nehmen unter anderem die Längszugkräfte auf, die durch die Schrägstellung der Stützen im Kurvenbereich entstehen.

Der Tragwerksentwurf des Moselstegs wurde so optimiert, dass bei gleichbleibend hoher gestalterischer Qualität möglichst wenig Stahl eingesetzt werden musste. Ziel war eine maximale Gewichtsreduktion, die durch die Minimierung der maßgebenden Beanspruchungen in allen Querschnittsbereichen – gewichtet mit dem jeweiligen Stahlvolumen – erreicht wurde. Dazu kam ein genetischer Algorithmus zum Einsatz. In drei Phasen wurden innerhalb des riesigen Suchraums rund 350.000 Entwurfsvarianten systematisch untersucht. Auf diese Weise konnte effizient eine Annäherung an das globale Optimum der vorgegebenen Zielfunktion erzielt werden. Aus den vom Algorithmus ermittelten besten Lösungen wurde schließlich die gestalterisch überzeugendste Variante für die Ausführung ausgewählt.