《空山鸟语》全曲共五段，另有引子和尾声。引子慢速带装饰音的八度、五度、四度的大音程跳进，恰似空谷回声，刻划出一种幽渺、静穆的意境。第一、二段的音乐清新活泼，气氛活跃。第三、四、五段运用各种拟声的表现技巧，生动形象，展现出一幅鸟声四起。争相飞鸣的喧闹情景，表达了人们对美丽大自然的热情赞颂。尾声部分再现一段旋律，末句采用分解的大三和弦的上行旋律，明亮有力，表现人们对美好生活的热切追求。
乐曲开始的15小节是引子部分，是由7+8两句构成的广板，预示了主题的音调。引子经过短小的加速连接进入第一段快板，第一段为起、承、转、合四句，即全曲的主题，是合尾式二段体结构，相当于西洋的带再现二段式。其中主题中的第16—31小节是第一乐段，是同头异尾的8+8上下句结构。第32—47小节是第二乐段，由8+8的上下两句构成，是第一乐段衍展和收束。第二段是主题的衍展，句式衍变成为8+8+8+8四个等长的乐句。第三段句式基本与第二段相同，为8+8+8+7句式，回原快板速度，提取了主题中四度八度的音调和第二段落的音调加以变奏。最后结束在徵音上，形成一个开放性乐段。乐曲情绪稍加变化，进入了由6+14两句构成的第四段，提取了主题的四度跳进音调加以变奏，并使用了大三和弦分解的三连音西洋曲调。第五段为完全模拟鸟叫的散板段落，是主题的继续变奏和音乐的收束，各乐句清晰，但各句的长短不规整，也是乐段结构。尾声再现了主题的第一个乐段，最后有4小节琶音式的大三分解和弦补充。
从整体上来看，《空山鸟语》采用了极具中国传统音乐特色的多段式结构，全曲以第一段为基础进行重复变化和自由展衍，这种创作手法为中国音乐的常见模式；最后的尾声再现了第一段，结束部分加入了大三和弦分解音型，形成带有西洋式的三部性结构思维，加强了全曲的统一。
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