一个数据中心占用一幢大楼的一个房间，一层或多层，甚至整栋大楼，大部分的设备常常放在具有19英寸的隔层的机架中。这些机架成排放置，形成一个走廊。这允许人们从前面或后面访问隔层。服务器从1U的服务器到独立筒仓的存储设备在尺寸上有很大的不同，存储设备要占掉很多块地砖。一些设备，像大型计算机和存储设备常常像他们的机架那么大，并被放在他们的旁边。非常大的数据中心可以使用集装箱来放置，每个集装箱可以放置1000或者更多的服务器；当有维修或升级需要的时候，整个集装箱会被替换而不是维修单个的服务器。本地编译的代码可以控制最小的上升限度。
数据中心的物理环境是严格受控的：
一、空调
空调控制数据中心的温度和湿度。ASHRAE's“数据处理环境的热量指导”建议温度在18-27 °C并且湿度在60％以下，以数据中心最佳条件17 °C作为最大上限。电源会加热数据中心里的空气。除非热量被移走否则温度会持续上升，导致电源设备故障。通过控制空气温度，服务器组件在搁板层保持着制造商说明的温度/湿度范围。空调系统通过冷却来回的在露点以下的空间空气，帮助控制湿度。太湿的话水开始在内部组件上浓缩。假使空气干燥，辅助潮湿系统会增加水蒸气，如果湿度太低，将导致静电放电问题，那将损坏组件。地下的数据中心比起常规的设计，能够花费更少而保持计算机设备冷却。
现代数据中心试图使用节约设备冷却，在那里他们使用外界空气来保证数据中心冷却。华盛顿州有几个数据中心一年11个月使用外部空气冷却所有的服务器。没有使用冷却机或空调，节省了数百万电费。
二、供电
在大型数据中心的一组电池，用来提供电力，直到柴油发电机可以启动。
备份电源由一个或多个不间断电源供应和、或者柴油机或燃气发电机组成。[4]
为了防止单一故障点，所有的电系统元素，包括备份系统，都典型的完全复制，并且关键服务器连接两个电源（“A-Side" and "B-Side"）区域。这种安排常常用于完成系统的N＋1冗余。静态电闸有时被用于在电源故障事件中保证瞬时转换一个到另一个。
数据中心典型地使用升高60 cm（2英尺） 的地面，可移动的方块砖。现在的趋势是80～100 cm（31～39英寸），空闲区域的增加是为了更好的保证空气流通。这种供应是为了空气在地下充分流通，作为条件系统的一部分，也是为电力电缆提供空间。在现代数据中心的数据电缆典型是使用架空电缆。但是有些出于安全原因还是将他们置与地板下，并且有必要增加在架子上的冷却系统。更小/更少花费的数据中心没有升高地面而是使用相反的静态地砖在地面上。计算机电缆常常放置在走廊中，以保证最大化的气流效率。
三、防火
FM200灭火系统储罐。
数据中心的一个特征是消防系统，包含被动的和主动的设计元素，以及在业务中防火程序的执行。烟检测器都会被安装，它可以在有火焰之前检测到焖烧产生的烟的源点，而发出警报。这允许调查，中断电源，并使得能够在火灾变大之前，让人使用灭火器灭火。一个自动喷水灭火系统常常被用来控制火势发展为大范围的火灾。和喷水灭火系统相比，清除事件灭火气体系统有时被安装用于早期火灾。被动的消防保护元素包括在数据中心周围的防火墙，所以大火能够在大火保护系统失败或没有安装的情况下较容易地控制在一定的范围内。
四、保安
物理安全在数据中心里也表演了一个大角色。物理的访问地点常常限制于被选择的人员，包含安全控制系统。视频监视和永久保安员常常被用于大型的数据中心或者包含机密信息的数据中心。