Las esclusas recibieron sus nombres de ubicaciones geográficas ya existentes antes de que se construyera el Canal. Todas las cámaras de las esclusas tienen las mismas dimensiones - 110 pies de ancho por 1,000 pies de largo - y están construidas en pares. O sea que dos pares de cámaras corren lado a lado para acomodar el tráfico en dos vías, ya sea en direcciones opuestas al mismo tiempo o en la misma dirección, dependiendo de las necesidades de tránsito. Las Esclusas de Gatún tienen tres niveles o pares de cámaras, las de Pedro Miguel tienen un nivel y las de Miraflores tienen dos niveles, haciendo un total de seis pares con 12 cámaras en total. Las esclusas han sido reconocidas como el triunfo estructural del Canal de Panamá y constituyen un aspecto único de la vía acuática. Para el tiempo de su construcción, la estructura completa, sus dimensiones y su innovador diseño sobrepasaron los de cualquier estructura similar existente y aún en la actualidad son consideradas una maravilla de la ingeniería del mundo.

Tomó cuatro años construir todas las esclusas a partir de la primera capa de concreto colocada en Gatún el 24 de agosto de 1909. Hasta finales de la década de 1800, el concreto, una combinación de arena, grava y cemento, había sido poco utilizado en la construcción, y se utilizaba mayormente en pisos y sótanos. Todavía había mucho por aprender y muchas decisiones por tomar sobre la ciencia del concreto, que requiere de medidas específicas y controladas de las cantidades y tamaño agregado del agua, cemento y arena, al igual que una programación cuidadosa de un eficiente sistema de transporte del sitio de origen a su destino. El trabajo de concreto en Panamá era un reto sin precedentes, cuyo volumen total no sería igualado, si no hasta la construcción de la Represa Boulder en la década de 1930.

Los barcos de la organización del Canal -- el Ancón y el Cristóbal -- trajeron de Nueva York todo el cementto para construir las esclusas, represas y vertederos. En el lado Atlántico, la grava y la arena llegaron por mar desde áreas al este de Colón, la grava desde una gran planta de trituración en Portobelo y la arena de Nombre de Dios. Para el Pacífico, la roca fue sacada y triturada en el Cerro Ancón; la arena se trajo de Punta Chame en la Bahía de Panamá.

Tres hombres, el Teniente Coronel Harry Hodges, Edward Schildhauer y Henry Goldmark fueron responsables en gran parte por el diseño de ingeniería de las esclusas. El trabajo tomó años de planificación por adelantado. Hodges era oficial del Ejército y valioso asistente de Goethals y era responsable de todo el diseño y construcción de las compuertas de las esclusas, indiscutiblemente la responsabilidad técnica más difícil de todo el proyecto. Goethals señaló que el Canal no hubiera podido ser construido sin Hodges. Schildhauer era ingeniero eléctrico y Goldmark estuvo a cargo del diseño de las compuertas de las esclusas.

Por supuesto que el factor clave en toda la empresa del Canal fue, y sigue siendo, el agua. El agua eleva los barcos 85 pies sobre el nivel del mar hasta la superficie del Lago Gatún, los lleva a través de la Cordillera Continental y los vuelve a bajar al nivel del mar en el océano opuesto. El agua también sirve para generar energía eléctrica, para operar los motores eléctricos que abren y cierran las compuertas y las válvulas y las locomotoras eléctricas de las esclusas.