徐州音乐厅厅堂声学设计以保证音乐会演出为主，考虑提高大厅的使用效率，兼顾歌舞剧、文艺演出、电视演播等使用功能要求。建筑声学设计要解决演唱和乐团演奏时声音的丰满度和唱词的清晰度两方面的问题。建声设计以音乐演奏为主要功能，要求声音丰满而不混浊，有足够的响度，不改变演奏者原有的音色，声场分布均匀，足够强和覆盖面大的早期反射声，从而获得较好的亲切感。
使用舞台反声罩时能满足交响音乐会、室内乐和管弦乐自然声演出的要求。设计观众厅中频(500Hz)满场混响时间为1.3±0.1s。加反声罩后，音乐厅满场混响时间约1.7s，满足音乐会要求。话剧演出采用自然声和部分效果声，声学设计以自然声演出为主，电声系统为辅。
剧场隔声要求最高的观众厅及舞台区域的墙体采用钢筋混凝土墙和双层填充墙，进出剧院观众厅和舞台的出入口均采用声闸隔离，设有两道防火隔声门。舞台区墙体采取强吸声构造，声控室的内墙和顶棚装修采用强吸声构造。靠近舞台区的空调机房采用专用橡胶隔振垫片形成的特殊弹性隔离层的浮筑楼面，隔墙采用双层隔墙。整个音乐厅的背景噪声控制水平、建声控制水平达到了很高的水准，建成后前来表演的演出团体及观众的众多好评即是佐证。