Las Torres Gemelas fueron levantadas, en 1966, en un predio de 6.5 hectáreas, en las costas de Hudson. En 1973, el edificio fue inaugurado oficialmente, pero su construcción terminó en 1975; tenían una altura de 415 y 417 metros, cada una. Cada torre ofrecía 350,000 m² de espacio para oficinas. Se estima que entre ambas sumaban 200,000 toneladas de acero, 325,000 m³ de hormigón, 55,000 m² de superficie acristalada, correspondiente a 43,600 ventanas, 239 ascensores y 71 escaleras automáticas. Tenían capacidad para 50,000 trabajadores y eran visitadas por hasta 150,000 personas al día, en su mayoría turistas extranjeros.
Las torres fueron diseñadas de acuerdo al llamado sistema de tubo en tubo, que combina el sistema de fachada resistente junto con un núcleo rígido central. El sistema de fachada resistente se basa en crear una estructura formada por columnas, en la fachada, que se sitúan poco separadas entre sí, las cuales se unen con las vigas de cada piso, conformado, en conjunto, una malla estructural que actúa como una caja relativamente rígida. El comportamiento bajo la acción de las fuerzas horizontales es el de un voladizo empotrado en el suelo. En el sistema de tubo en tubo se añade un núcleo central para soportar parte del peso vertical. Este núcleo se une a las fachadas mediante las vigas de los pisos. Así, pues, las columnas perimetrales fueron diseñadas para resistir las acciones horizontales (viento y posibles impactos) y parte de las acciones verticales (peso propio y cargas permanentes, variables y accidentales). El núcleo central fue diseñado para resistir sólo una parte del peso vertical (aproximadamente el 60%, estimándose en 248,400 toneladas el peso total del edificio por encima del nivel del suelo). En la fase de diseño se consideró la hipótesis del impacto de un avión, pero los cálculos se hicieron suponiendo que se estrellara un Boeing 707 a una velocidad moderada, y, además, no se consideró la posibilidad de que el edificio sufriera un incendio posterior. Las torres asumían oscilaciones superiores a los 4 m. en su última planta y soportaban vientos huracanados de hasta 200km/h.
Para los muros exteriores se usaron módulos prefabricados formados por tres columnas unidas mediante tres placas de antepecho, funcionando como celosías Vierendeel. Cada módulo tenía una altura de tres plantas (108 metros). Los diferentes módulos se conectaban, entre sí, mediante uniones atornilladas, usándose, para ello, tornillos de alta resistencia. Estos módulos se desfasaban, verticalmente, una planta entera entre contiguos, de tal forma que, en cada planta, sólo una tercera parte de ellos presentara las uniones atornilladas.
De los cimientos del edificio partían 20 columnas perimetrales por cada lado, pero en la séptima planta (contando seis de sótano), estas se dividían en tres mediante una disposición en tridente. Así, pues, ambas torres presentaban 59 columnas en cada lado. Estas columnas tenían una sección transversal cuadrada de 355 mm de lado y estaban fabricadas mediante cuatro chapas de acero soldadas, cuyo espesor variaba según la altura (más finas según ganaban altura).
El núcleo central albergaba los ascensores, tres huecos de escalera, descansillos y huecos para diversas instalaciones (cableado, tuberías…). Tenía unas dimensiones totales, en planta, de 27 m de ancho por 41 m de largo. Estaba compuesto por 47 columnas de acero. Estos pilares presentaban una sección hueca rectangular en los pisos bajos, mientras que en las plantas altas tenían un perfil laminado en forma de H. Las dimensiones de los pilares variaban según su posición en planta dentro del núcleo, y el espesor de los elementos que los conformaban decrecía a medida que se ganaba altura. Estaban recubiertos de hormigón. Los huecos de los ascensores estaban formados por placas de cartón-yeso, fijadas a un núcleo de acero. Se usó este material para darle flexibilidad al hueco, dadas las elevadas presiones originadas por la alta velocidad de los ascensores.
Los suelos estaban formados por losas de hormigón de unos 10 cm de espesor, vertido sobre unas placas de acero que eran soportadas por vigas metálicas en celosía. Las vigas metálicas principales apoyaban sus extremos en el núcleo y muros exteriores, variando su luz entre 182 m y 110 m, según zonas. Las secundarias discurrían, transversalmente, sobre las principales, formando, entre todas, el armazón de cada planta. En el espacio de oficinas no había ni una sola columna interior. Los suelos cumplían la función de estabilizar, lateralmente, las columnas exteriores, redistribuyendo, entre ellas, las cargas laterales producidas por el viento. En ningún caso, estas cargas laterales se transmitían al núcleo central (las uniones de las vigas con los muros interiores estaban diseñadas para evitarlo), pues este era demasiado rígido como para asimilar desplazamientos. Los cordones superiores de las vigas principales se unían a los muros exteriores en columnas alternativas. La unión se realizaba atornillando estos cordones a unos apoyos soldados en la cara interior de las placas de antepecho. En muchas de estas vigas se introdujeron, también, uniones para los cordones inferiores usando amortiguadores viscoelásticos, los cuales minimizaban los movimientos causados por el viento en los pisos más altos.
Las columnas de acero se cubrieron con un aislante térmico de base mineral, al igual que las celosías que soportaban los suelos. Tras un incendio ocurrido el 13 de febrero de 1975 se añadió un sistema de rociadores contra fuego con capacidad para unos 140 m² (suponiendo que el siniestro se produjese en una única planta).
Este edificio fue el primer rascacielos que no usó mampostería (mortero con bloques o ladrillos) en su construcción. Se eligió un diseño estructural liviano y barato. Para que tengan una idea en términos comparativos, el edificio Empire State tiene 102 plantas (381 metros de altura), con un área total de 204.385 m², y SÓLO su estructura de hormigón y acero pesa 330,000 toneladas. Por su parte, cada torre del WTC alcanzaba los 415 metros de altura, con un área total rondando los 400.000 m², y soportaba un peso total de 248,400 toneladas.
Las Torres Gemelas, con las ventanas de cristal y los pilares metálicos, formaban una fina urdimbre que ofrecía una imagen de solidez al ser observada desde un entorno próximo.
¿Entonces, por qué se derrumbaron?
Los atentados terroristas estaban estudiados con mucha precisión, para hacer el mayor daño posible a las estructuras de las dos torres. Además, lo hicieron de forma que los aviones quedaran dentro de las torres y explotarán ahí, causando mucho más daño que si hubieran caído en el exterior del edificio o hubieran impactado con las esquinas de las torres.
Los incendios provocados por la explosión del combustible (keroseno) hicieron que la temperatura se elevara drásticamente, hasta alcanzar los 800 grados centígrados. Dicha temperatura repercutió en la estructura de acero del edificio, ocasionando una pérdida de resistencia a medida que la temperatura ascendía.
Es sabido que la estructura de acero pierde resistencia a medida que se eleva la temperatura, y ésta, ante el fuego, se mide por el tiempo que son capaces de mantener su capacidad de soportar las cargas mientras están sometidas a la acción calorífica. Este hecho acortó el tiempo que tardan los elementos metálicos -no combustibles- en calentarse.
Cuando la estructura de acero que fue dañada por el impacto perdió su capacidad de resistencia, esta se desplomó sobre las plantas inferiores, que no soportaron el impacto dinámico de la masa desplomada, produciéndose una sucesión de colapsos encadenados en cada una de las plantas situadas por debajo del incendio. Esta sucesión de colapsos presentó cierta similitud con las voladuras controladas, cuyo propósito era que los escombros caigan sobre el mismo solar que ocupa el edificio, como ocurrió en el derrumbamiento de las Torres Gemelas, pero en este caso fue sólo la fuerza de la gravedad la que ayudó, a los materiales de construcción, a encontrar el camino más corto.