La obra se divide en nueve capítulos estructurados de una manera similar.
Al principio y fin de cada capítulo ocurre un diálogo entre Marco Polo y Kublai Kan donde ambos exponen sus ideas e inquietudes con respecto a los viajes del primero y la naturaleza de las ciudades que el último solo conoce por relatos. Italo Calvino señaló que los diálogos entre los dos interlocutores surgieron como reflexiones a su propio trabajo al escribir sobre las diversas ciudades.
En el centro del primer y último capítulo (I y IX) se encuentran descritas diez ciudades, mientras que el resto contiene cinco ciudades cada uno.
Cada relato comienza mencionando una categoría en la que la ciudad encaja y le asigna un número consecutivo. Existen cinco ciudades para cada categoría que son las siguientes:
Categoría | Consecutivo | Nombre | Capítulo |
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Las ciudades continuas |
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Las ciudades escondidas |
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Las ciudades sutiles |
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Las ciudades y el cielo |
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Las ciudades y el deseo |
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Las ciudades y el nombre |
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Las ciudades y la memoria |
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Las ciudades y los intercambios |
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Las ciudades y los muertos |
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Las ciudades y los ojos |
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Las ciudades y los signos |
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