В строительстве Невьянской наклонной башни в большом количестве использован чугун, выпускаемый доменными печами Невьянского завода, и железо. Из металла изготовлены напольные плиты, имеющиеся почти на каждом этаже башни и балконах, каркасная конструкция башни, балконные ограждения, дверные коробки и оконные решетки.

Восточный и западный фасады нижней части четверика башни и примыкающей к нему с севера пристройки (крыльца) прорезаны оконными и дверными проемами. Перемычки, а также внутренние заполнения оконных и дверных проемов выполнены из металла. В оконных проемах сохранились решетки XVIII века.

В первом этаже башни устроены два сводчатых помещения: с южной стороны под основным объемом здания и с северной стороны — в пристрое. В описи 1767 года обе комнаты названы «полатами». Перекрытые сводами помещения разделены каменной стеной без проема. Первоначально в них вели два входа с западной стороны. Южное помещение освещалось двумя окнами с восточной и южной сторон, а северное помещение изначально не имело оконных проемов. Восточное окно северного помещения, восстановленное в советское время, на плане башни 1829 года не показано. Возможно, это было сделано ошибочно — так же, как ошибочно показаны на нем два проема на южной и разделяющей помещения стенах.

С течением времени назначение первого этажа Невьянской башни менялось. В «Прошении», составленном 10 февраля 1825 года мастеровым Прокопием Меньшаковым, первый этаж башни описывается как тюремное помещение. Согласно заводской описи 1848 года: «Под первым сводом производится ныне обжиг, толчение и промывка алебастра». Иное назначение помещения первого этажа башни указывается в описи 1859 года: «В нижнем этаже башни находится арестантская». В 1907 году в помещении первого этажа башни размещался склад земляных материалов. В советское время помещение использовалось в производственных целях: в нем было размещено заводское оборудование для действия построенной у стен башни котельной.

Второй этаж башни разделен на три перекрытые сводами отделения: две комнаты и переднюю, в которые можно было подняться по примыкавшему с северной стороны наружному каменному крыльцу. В 1767 году в помещении второго этажа башни располагалась казначейская контора. В 1848 году здесь находилась «сторожевая палатка, в которой содержались мастеровые за наказание под караулом». После большого невьянского пожара 1890 года сюда были переведены заводская контора и касса.