Lokomotywownia Katowice położona jest przy ulicy Raciborskiej w Katowicach, w dzielnicy Śródmieście tuż przy granicy z Załężem. Położona jest ona w zachodniej części stacji kolejowej Katowice, na zachód od budynku dworca kolejowego, w międzytorzu. Do lokomotywowni dojazd jest możliwy także od strony ulicy G. Narutowicza w Załężu.
W skład części kompleksu lokomotywowni wpisanego do rejestru zabytków wchodzą następujące obiekty: dwuwachlarzowa hala lokomotywowni wraz z dwiema obrotnicami, wieża ciśnień i budynek dawnej ślusarni. W momencie wpisu do tegoż rejestru pod koniec 2021 roku wieża wodna miała znaczące ubytki w pokryciu dachowym oraz w górnej części zbiornika, a ogólny stan wizualny zabytkowych obiektów był zły. Dwie hale lokomotywowni wybudowane są na planie zbliżonym do półksiężyca. Są to obiekty w stylu historyzmu ceglanego prostego, wzniesione z cegły i mają jedną kondygnację. Powierzchnia zabudowy zachodniej hali wachlarzowej wynosi 4 900 m², zaś wschodniej 4 080 m². Lokomotywownia na stacji Katowice jest jedną z nielicznych hal na terenie Polski posiadających dwa wachlarze. W nich utrzymywano i naprawiano tabor kolejowy, a hala ta cechowała się możliwością umieszczania taboru wewnątrz budynku na indywidualnych kanałach.