Сама необычность архитектуры здания Невьянской башни давала простор этим легендам и народной фантазии. Башня наклонная, в виде сабли (причем в отличие от Пизанской, она, видимо, изначально строилась наклонной с оклонением от оси в 1 метр 86 сантиметров.Невьянская башня имеет четырехгранное основание и три восьмигранных яруса общей высотой 57 метров 50 сантиметров. Размер Невьянской башни у основания девять с половиной на девять с половиной метров. На куполе установлен флюгер с гербом Демидовых и молниеотвод в виде шара с шипами.
Очевидно при постройке Невьянской башни Демидовы исходили не только из эстетических, но и практических целей. В башне находились лаборатория, заводской архив, казначейская контора, тюрьма, «слуховая комната» и смотровая площадка, были установлены башенные часы.
Установленные на Невьянской башне часы за все время существования ремонтировались всего лишь трижды, при том что это очень сложный механизм, отбивающий 20 мелодий.