Thiết kế một phòng tiêu âm bắt đầu bằng việc xác lập các chỉ tiêu âm học, gồm dải tần trường tự do, sàn nhiễu, sai lệch trường tự do và tiêu chuẩn đo mà phòng phải đáp ứng. Các chỉ tiêu này chi phối mọi quyết định thiết kế tiếp theo, bao gồm cấu trúc hút âm, kích thước phòng và phương án cách rung.
Cấu trúc hút âm là cốt lõi của phòng tiêu âm. Nêm hút âm được thiết kế theo lý thuyết một phần tư bước sóng, và chiều dài của chúng quyết định khả năng hút âm tần số thấp, trong khi cấu trúc tấm phẳng có thể đạt kết quả tương đương ở độ dày giảm đáng kể. Dù áp dụng cấu trúc nào, vật liệu cũng phải thân thiện môi trường, chống cháy và ổn định về khả năng hút âm trong thời gian dài.
Cách ly đối với cả tiếng ồn không khí lẫn rung đều quan trọng như nhau. Vỏ cách âm nhiều lớp giữ tiếng ồn bên ngoài ở ngoài phòng, trong khi sàn nổi và bộ cách rung lò xo ngăn rung truyền qua nền móng. Cửa, cửa sổ, lỗ thông gió và các điểm cáp xuyên tường là những vị trí yếu dễ rò rỉ nhất, cần được làm kín và giảm thanh chuyên biệt. Chỉ khi từng yếu tố nêu trên được thực hiện đúng cách thì mới có thể xây dựng một phòng tiêu âm thực sự đạt chỉ tiêu.