奖章直径80毫米，质地系千足金，重量约515克。图案以五星、长城、橄榄枝和光芒组成主体形态，突出最高奖的特征。中心的五星象征国家；长城既象征民族精神，又象征国防钢铁长城坚不可摧，众志成城，捍卫祖国的主权；橄榄枝象征我国研制“两弹一星”是为了维护世界和平。背面署“两弹一星功勋奖章”和“一九九九年九月”。奖章盒将有江泽民同志签章的证书嵌于盒盖内，整体庄重、华丽。

此款奖章是北京握拉菲首饰有限公司生产转型后的第一次奖章生产任务。因图案极为丰富、结构层次繁多，产品质量要求精准，加之巨大的历史意义，为生产及工艺提出极高要求。经验的不足和设备的落后使得此次生产任务更加艰巨。

由于从未生产过如此硕大、复杂的贵金属奖章产品，让当年握拉菲的老技师们颇费了一番周折。在此款奖章生产的数十道工序中，最大的难点在于多套模具叠压组合，其中包括异型模具，于此同时还要保证贵金属奖章佩戴的稳固性。受当时技术设备的限制，几乎所有工序都需要手工打造，工艺难度系数之大可想而知。十余位工艺技师经过反复推敲、试制，在保证不降低贵金属成色的前提下，使黄金材料强度增大，最终研制出特殊的加硬配金材料制作螺钉，将奖章模具牢固的组合，不易脱落。以当时的生产水平，通过手工来完成如此高难度的加工工艺，简直无法想象。而此次生产过程也极大的推动了握拉菲奖牌币章铸造工艺的发展。