目前臺中站本體為1908年開始改建，於1917年（民國 6年、日本大正 6年）3月落成，係日治時期引進西方後期文藝復興時期建築式樣；民國38年因旅客增多之需求而增建左側部份。本體建築以赭紅色直磚塊作建材，並搭配色彩濃厚白色洗石子先鑲間環帶，屋頂短促急斜，中央正立之屋頂為山牆式，其上並有華麗的勳章飾，山牆兩端分別以方形雙柱向下延伸，柱上牆面有紅白相間之橫帶裝飾，類似總統府的建築風格。車站二樓立面則是連續弧拱窗，拱窗上的拱頂石做成屋簷拖架的樣子，建物的兩側則有角塔緩和了屋頂的單調性，而整座車站最大特色，則在於山牆後方突出的中央尖形鐘塔，使車站更令人覺得壯觀，並增添一份藝術氣息；而車站內部候車大廳挑高的設計，玄關與樑柱上精細的雕塑及拱形橫樑，充分顯示出日人將臺中車站設計為中台灣出入門戶之企圖與氣派。

　　目前行人出入以左右兩側地下道為主，藉由地下道的網狀聯繫，將搭車出入人潮轉輸至週遭的其他大眾運輸工具，進而運輸至其目的地；週遭大眾運輸系統方面，右前方有台汽車站及統聯客運，而正前方有台中客運，左前方則有豐原客運；停車方面，原右側北面倉庫已改為收費停車場。

　　此外，台中市素以「文化城」著稱，台中火車站也希望以「文化站」為特色，在承擔運輸的使命外，並經舉辦各類的藝文活動，例如：插花藝術、書法展覽、雕塑作品展、音樂饗宴、繪畫展...等各式各樣藝文活動一連串的在台中站展開，加上二十號藝術倉庫與車站緊密結合，為台中市文化城增添許多風采，也為藝術文化盡一份心力。

　　最後，台中火車站為配合整個台中地區捷運系統的發展，已著手鐵路高架化的工程規劃，一旦高架鐵路完成後，本站將步入多角化的經營型態。