3面5線から成る高架駅で、ホームは3階に位置しています。阪急宝塚本線と能勢電鉄線の乗換駅で、両線がホームを共用していることから、能勢電鉄線が阪急宝塚線の支線のような位置づけになってます。能勢電鉄線から阪急梅田へ直通する特急「日生エクスプレス」は、この川西能勢口で運転方向を変えます。
ホームは3つ並んでいますが、このうち北側2面の間には1線のみがあり、ここに入選する能勢電鉄線の電車は両側の扉を開きます。
コンコースは地上2階にあり、東西に改札口が設けられています。メインである西改札口を出ると、駅の北側（川西市役所方面）および南側（JR川西池田駅方面）へとペデストリアンデッキがのびています。
川西市の玄関駅という位置づけになっており、川西市役所が近いほか金融機関や大規模商業施設も複数立地しています。