Внутри башня разделена на девять уровней (этажей). Функциональное назначение ряда этажей до сих пор не ясно. Достоверно известно, что на втором находился личный кабинет Демидова. На третьем этаже находилась пробирная лаборатория, здесь же располагались печи. В саже, взятой из их дымоходов, исследователи обнаружили следы серебра и золота. Есть несколько версий того, как они могли там оказаться. Согласно одной из них, Демидов чеканил в лаборатории фальшивые монеты. По другой — здесь он втайне от государственной казны выплавлял серебро и золото, которое добывалось на его рудниках на Алтае.
Ещё выше находится так называемая «акустическая комната», в которой, стоя в одном углу, можно чётко слышать, что говорят в углу противоположном. Эффект этот связан с особой формой сводчатого и слегка приплюснутого потолка комнаты. На пятом и шестом этажах расположены лестницы.
На седьмом и восьмом этажах располагаются куранты с музыкальным боем. Механизм привезён по специальному заказу из Англии.
На последнем ярусе располагается небольшая смотровая площадка. Над крышей башни возвышается металлический шпиль с установленным на нём флюгером сделанным из просечного железа, в котором выбит герб Демидовых.