Conçu pour être placé dans la soute de la Navette spatiale, le laboratoire Columbus se présente sous la forme d'un module cylindrique de 6,87 mètres de long pour 4,49 mètres de diamètre. Sa masse à vide est de 10,3 tonnes et de 19,3 en charge. Il peut héberger en même temps jusqu'à trois personnes.
Tout comme le laboratoire japonais Kibo et Laboratoire Destiny, il sera fixé au nœud de jonction numéro 2 (module Node 2) par une de ses extrémités.
D'un volume interne de 75 m³ et de 23m³ pour les charges utiles, le laboratoire peut contenir dix bâtis de charges utiles standardisés (ISPRs pour International Standard Payload Racks) de type scientifiques. Quatre bâtis se trouvent à l'avant, quatre à l'arrière et deux en haut. Quatre palettes scientifiques peuvent également être placées à l'extérieur du module, dans le vide spatial.
Le laboratoire est contrôlé au sol à partir du Centre de contrôle Columbus, se trouvant dans les locaux du Centre allemand d'opérations spatiales (GSOC), à Oberpfaffenhofen.
Une fois sa durée de vie de dix ans passée, Columbus pourra être détaché et revenir sur Terre à bord de la navette spatiale.