该枪采用折叠托结构，按下枪托卡笋，可将其折叠到枪身右侧。从全枪外形上看，该枪与95式枪族的其他成员差别很大，更像是81式自动步枪的改进型。全枪的结构设计吸取了AK与M16系列步枪的优点：采用了与8l式自动步枪类似的发射机构和保险机构；借鉴了M16A3自动步枪的上、下机匣结构并且将枪机导轨设置在上机匣上。
通常，枪械在浸河水和扬尘试验中，泥沙和尘土经常从抛壳窗进入机匣并沉积在自动机导轨上，造成自动机运动不畅，甚至发生卡滞现象。为提高QBZ03式5.8mm自动步枪在上述环境中的可靠性，设计人员将该枪的导轨装置设置在上机匣的抛壳窗上方，可以有效防止泥沙和尘土的沉积。
03式5.8mm自动步枪采用导气式自动原理，枪机回转式闭锁机构。该枪设有空仓挂机机构，并设有发射机保险和不到位保险。全枪质量轻，折叠后长度短，携行和操作方便，不完全分解结合不需要专用工具。该枪大量采用铝合金及工程塑料（上、下机匣采用铝合金制成，枪托、护手及握把采用工程塑料制成），造型美观，并有较高的防腐性能。