Это одна из первых станций такого типа – односводчатая с глубоким заложением. У нее трехленточный наклонный ход, берущий начало в южной части здания. Одна поездка на эскалаторе занимает 2 минуты 55 секунд.
Свое название станция получила благодаря нахождению рядом с Политехническим Институтом. Проектное название было другим – «Калининская». Выходы со станции возможны на Политехническую улицу, площадь Академика Иоффе, Тихорецкий проспект, улицу Гидротехников, СПбГПУ, а также к остановкам наземного транспорта.
Несмотря на то, что путевого развития нет, на станции находится перегон, который отходит от тоннеля с внешней стороны, но рельс на нем нет. Он прокладывался для строительства станции «Парнас», но в дальнейшем ее пустили по другому пути. В перспектива планируется сделать станцию пересадочной на «Политехническую» Северной линии.
Оформление станции не несет художественной нагрузки, но архитекторы постарались сделать ее как можно светлее и приветливее. Для этого было приложено много усилий по подборке материала и выбору линий. В результате получилось единство всех элементов интерьера и цветовой гаммы. Пол станции отделан серым гранитом, а торец и стены травертином. В верхней части стен находится пояс, созданный из алюминия, но стилизованный под старинную медь. Освещение дают светильники, которые довольно часто размещены в виде полых консолей. Световая полоска, которая находится рядом со светильниками, изображает название станции. С ее помощью архитекторы хотели снять лишнюю монументальность и напомнить о характере сооружения.
В 2003 году полностью заменили освещение, белые ртутные лампы заменили оранжевыми натриевыми, а в 2005 году отремонтировали торцовые стены, появились металлопластиковые панели. В 2010 году произошла замена облицовки стен, вместо травертина установили керамогранит, а на место анодипованного алюминия пришел профнастил. В результате такого ремонта станция потеряла свой первоначальный облик. Интересно, в 2005 году на станции «Политехническая» проходили съемки «Дневного дозора».