埼玉新都市交通伊奈線（ニューシャトル）の駅はJRの新幹線ホームの北寄りの位置にある単式ホーム1面1線を有する高架駅である。ループ状になった線路の途中にあり、列車はホームで折り返さず、ループを右回りに周って折り返す。大宮駅の鉄道ホームの中で、唯一東西方向に設置されているホームです。
JR改札口から少々歩く必要があり、JRからは北改札口が一番近い位置になる。東武鉄道野田線改札口からだとJR中央改札口のある東西自由通路を通る必要がある。
当駅から乗車する場合、ホーム右手（東）から進入して来た列車から、それまでの乗客を全員降車させた時点で乗車し、ホーム左手（西）の方向へ出発する。ホーム西端には待合所がありFRP製の椅子が設置されています。
改札口にはニューシャトルの駅の中ではSuica導入前まで当駅のみ自動改札機が設置されていたが、導入後は大成駅（現・鉄道博物館駅）にも設置された。なお、当駅でSuica（相互利用カードを含む）を利用した時の履歴は「埼都大宮」と印字・表示される。また、当駅では鉄道博物館駅への往復乗車券も販売している。また、高架線のカーブが、大宮20景にも選ばれている。入口の真中中央に立つシャトルの木はニューシャトル大宮駅のシンボルです。
切符売場には有人窓口と券売機（５台）があります。改札内にはコンビニが営業しています。
