Die Anlage bietet Platz für ca. 1300 Besucher. Das Bad findet seine Anlehnung an den Grundrissen römischer Thermen, wobei unterschiedlichste Bademöglichkeiten angeboten wurden: So gab es Dampf und Heißluft, medizinische Bäder (wie Diathermiebehandlung, Schlamm-, Sole-, Gas- und elektrische Bäder), Wannen und Brausen. Letzteres galt als Ergänzung zum Wohnbauprogramm des „Roten Wien“, wo kein Bad in den Grundrissen der Wohnungen vorzufinden war. Das Bad wurde nach der sozialdemokratischen Gemeinderätin Amalie Pölzer benannt.
Das Bad war sowohl von außen mit seinem Wasserturm als auch von innen - die keramischen Arbeiten stammen von den Gebrüdern Schwadron - eindrucksvoll gestaltet. Im zweiten Weltkrieg wurde das Amalienbad stark beschädigt, wurde aber zur weiteren Benützung wieder instandgesetzt.
1980-86 wurde es schließlich von Erich Millbacher und Erich Schlöss generalsaniert, wobei auf die Bewahrung historischer Teile grosser Wert gelegt wurde und zusätzliche Ergänzungen bzw. Umbauten stattfanden: Eine Trainingsschwimhalle kam dazu, die Schwimmhalle wurde mit eingebauten Solarien und Ruheplätzen erweitert , Saunen bei den Dampfbädern wurden eingebaut, das Warmwasserbecken für Frauen konnte in seiner alten Form erhalten werden, jenes der Männer musste neu gestaltet werden.
Der 10 m hohe Sprungturm aus Stahlbeton wurde neu gebaut und das in früheren Zeiten noch öffenbare Glasdach wurde nun fix geschlossen. Ebenso wurden Teile der vorderen Etagen, wo sich die Brause- und Wannenbäder befanden, zu Büros bzw. in ein physikalisches Labor umgewandelt.