Le chiuse del canale funzionano grazie al flusso di gravità dell’acqua dei laghi Gatún, Alajuela e Miraflores, che sono alimentati dal Chagres e da altri fiumi. Le chiuse stesse sono di lunghezza, larghezza e profondità uniformi e sono state costruite a coppie per permettere il transito simultaneo di navi in entrambe le direzioni. Ogni porta della chiusa ha due ante, larghe 65 piedi (20 metri) e spesse 6,5 piedi (2 metri), impostate su cerniere. Le porte variano in altezza da 46 a 82 piedi (14 a 25 metri); il loro movimento è alimentato da motori elettrici incassati nelle pareti della chiusa. Sono azionati da una torre di controllo, che si trova sul muro che separa ogni coppia di chiuse e da cui si controlla anche l’allagamento o lo svuotamento delle camere della chiusa. Le camere delle chiuse sono lunghe 1.000 piedi (300 metri), larghe 110 piedi (33 metri) e profonde 40 piedi (12 metri).

A causa della natura delicata dei meccanismi originali delle chiuse, solo le piccole imbarcazioni possono passare attraverso le chiuse senza assistenza. Le imbarcazioni più grandi sono guidate da locomotive elettriche di traino, che operano su binari a cremagliera sulle pareti della chiusa e servono a mantenere le navi centrate nella chiusa. Prima di entrare in una chiusa, si deve passare una catena di protezione, tesa tra le pareti di avvicinamento. Se tutto procede correttamente, quella catena verrà fatta cadere nella sua scanalatura sul fondo del canale. Se per caso la nave si muove troppo rapidamente per la sicurezza, la catena rimarrà tesa e la nave le andrà contro. La catena, che è azionata da un macchinario idraulico nelle pareti, poi pagherà lentamente con un rilascio automatico fino a quando la nave non sarà stata portata all’arresto. Se la nave dovesse allontanarsi dalla locomotiva di traino e, sfondando la catena, speronare il primo cancello, un secondo cancello distante 50 piedi (15 metri) proteggerà la chiusa e arresterà un’ulteriore avanzata.

I sistemi di chiuse del progetto Third Set of Locks, iniziato nel 2007, sono stati ispirati dalla chiusa di Berendrecht ad Anversa, Belgio, e dai bacini di risparmio idrico usati nei canali in Germania. Circa 190.000 tonnellate di acciaio, per la maggior parte provenienti dal Messico, sono incastrate nel cemento armato pesantemente per costruire le camere della chiusa sul lato Atlantico e Pacifico, e le nuove porte della chiusa misurano fino a 33 piedi (10 metri) di larghezza, 98 piedi (30 metri) di altezza, e 190 piedi (58 metri) di lunghezza. Le nuove camere e i bacini, che controlleranno l’acqua che scorre dal lago Gatún, sono stati progettati per ridurre al minimo la turbolenza del flusso d’acqua e il disturbo alle navi in transito. I bacini sono stati completati nel giugno 2016 e comprendono 158 valvole composte da 20.000 tonnellate di materiale strutturale. I funzionari dicono che questi bacini a risparmio idrico sono i più grandi del mondo e facilitano un riutilizzo del 60% dell’acqua. Mentre le chiuse esistenti utilizzano 52 milioni di galloni (197 milioni di litri) ad ogni utilizzo, le nuove chiuse utilizzano 48 milioni di galloni (182 milioni di litri).