Сооружение Салтовской линии проходило в очень сложных геологических условиях на всей её протяжённости. Станция «Исторический музей» расположена среди бучакских мелкозернистых плывунных песков, которые отличаются большим количеством грунтовых вод и агрессивными коррозионными свойствами, а станции «Киевская» и «Барабашова» предстояло построить непосредственно в пойме реки Харьков, где вязкие илистые грунты чуть ли не наполовину состояли из воды. Для строительства в таких условиях был внедрён комплекс уже существующих и разработан ряд новых мер. Кроме уже проверенного быстросхватывающегося цемента, установок забойного водопонижения, насосов и фильтров, применили метод закрепления пылевато-песчаных грунтов посредством инъектирования химических реагентов. В качестве связующего компонента используются карбамидные смолы, а для ускорения гелеобразования – раствор щавелевой кислоты. Для строительства эскалаторного тоннеля станции «Пушкинская» пришлось прибегнуть к замораживанию грунтов, а для участка «Дзержинская» - «Пушкинская» - проходку в кессоне под сжатым воздухом.
Станции новой Салтовской линии изобилуют большим количеством технических новинок и усовершенствований, внедрённых благодаря стараниям коллективов научно-исследовательских институтов. На строительстве станции «Исторический музей» впервые в Харькове применили особую конструкцию колонной станции глубокого заложения, где вначале были пройдены два пилот-тоннеля, а затем центральный станционный тоннель. Там же впервые были применены усовершенствованные лазерные установки для маркшейдеров, которые сильно облегчили расчёты и сократили требуемое для этого время – например, расчёт параметров кольца тоннеля можно было выполнить за пару минут вместо получаса.
Настоящей революцией стала станция «Дзержинская» с двухъярусной конструкцией. Чтобы сократить длину котлована, служебные помещения вынесли на верхний ярус, а совмещённую понизительную подстанцию пристроили сбоку к вестибюлю. Проект станции получился очень успешным и был удостоен нескольких государственных премий.
На строительстве станции «Пушкинская» впервые на станции глубокого заложения в Харькове применили железобетонные тюбинги вместо чугунных, а также расширили центральный зал. При укладке путей впервые применили бесстыковые рельсовые цепи для повышения прочности пути, снижения шума и вибраций, сокращения энергопотребления.
Конструкция односводчатой станции «Киевская» была значительно переработана и изменена. Ранее односводчатые станции сооружались полностью из монолитного железобетона, теперь же нижняя часть свода, образующая стены (пята) была выполнена из сборных железобетонных элементов, а верхняя – как прежде, из монолитного железобетона при помощи передвижной опалубки, секциями по шесть метров. Такой подход позволил значительно сократить время строительства и количество расходуемых материалов.
Новая конструкция колонной станции «Барабашова» позволила применить 9-метровый шаг опор вдоль платформы благодаря Y-образным колоннам, что придало индивидуальность посадочному залу, сделало саму станцию более просторной. Перекрытие было выполнено сборно-монолитным, без устройства опалубки. Такая конструктивная схема явилась предпосылкой к уменьшению отделочных работ на станциях и сокращению малопроизводительного ручного труда.
