主厂房的主要尺寸为长度、宽度和高度。
立式机组主厂房 ①长度：主厂房总长度是由若干机组段构成的主机室和装配场长度总和而得。其中机组段长度取决于蜗壳、尾水管或发电机风道中的最大平面尺寸及辅助设备的布置和构造尺寸。低水头水电站主厂房的机组段长度主要由蜗壳平面尺寸控制，而中、高水头水电站厂房的机组段长度则由发电机风道尺寸控制。装配场的长度一般为机组段长度的1～1.2倍。②宽度：主厂房的宽度应从上部结构和下部结构的不同因素来考虑。上部宽度取决于吊车标准跨度、水轮发电机的定子外径、最大部件吊运方式、辅助设备的布置和人行通道所需宽度等条件。下部宽度取决于蜗壳和尾水管的尺寸。当设有主阀时，下部还要加宽，上部要考虑安装和检修主阀所需要的宽度。最后，要求上下两部分的宽度统一协调起来。③高度：主厂房的总高度与主厂房各层的要求高程有关，其中起主导作用的是水轮机安装高程（装机高程）。当它确定后，以它为基准，按照各主要设备的布置及运行、检修等要求，分别向上定出水轮机层地面高程、发电机装置高程、发电机层楼板高程、吊车轨道顶高程和层顶高程；向下定出尾水管底板高程和主厂房基础开挖高程等。
卧式机组主厂房 上部结构主要尺寸的确定方法,基本上与立式机组主厂房相同，下部结构就更为简单。①长度和宽度：发电机层的主机室的长度和宽度主要取决于整台机组安装、检修时能抽出和套入发电机转子所需要的距离和蜗壳外形尺寸，还要考虑主阀、调速器和机旁盘等辅助设备的布置。装配场的长度，一般可取一个机组段长度，宽度与主机室相同。尾水室长度根据尾水流出主厂房的具体尺寸而定，宽度可取所选用水轮机转轮直径的三倍。②高度：发电机层高度视吊车起吊最长部件的长度、吊件与固定设备的净空要求、吊钩与吊具距离、吊钩提升与轨道顶的极限距离、小车高度和屋顶结构等而定。尾水室高度为机座厚度、直锥管长度加上出口端至尾水室底板距离的总和。此外，还要考虑下游最低水位至少淹没直锥管出口30cm，下游最高水位尽量不淹及发电机层楼板而适当调整尾水室高度。