Il complesso del Nuraghe Santu Antine è costituito da una torre centrale (mastio) circondata da un bastione trilobato con tre torri secondarie. La torre centrale, che originariamente poteva raggiungere un'altezza di circa 23-24 metri, è ora alta circa 17 metri ed è suddivisa in tre piani.
L'architettura del Nuraghe Santu Antine è un esempio eccezionale dell'abilità costruttiva dei nuragici. Le strutture sono realizzate con grandi blocchi di basalto, disposti a secco senza l'uso di malta. La tecnica costruttiva a tholos, con i massi disposti a cerchi concentrici fino a chiudersi a cupola, dimostra un'elevata conoscenza ingegneristica.