在《奧本海默》中，諾蘭拿出了自己的兩個看家本領：非線性敘事和不穩定的主人公。比起更典型的諾蘭電影，該片對這兩種技巧的運用是十分克制的，但依然為傳統情節劇電影註入了更豐富和多元的情感和道德表達。
諾蘭壹直以非線性敘事聞名影壇，在《奧本海默》中，他仍然嫻熟運用著這壹敘事技巧。利用復雜的非線性敘事，《奧本海默》創造出壹種重重疊疊、復雜交織的時空結構，這讓該片能夠容納進更多層次的涵義。影片在整體結構上采取了兩個時間線索的交叉剪輯：壹個是安全委員會對奧本海默的閉門審查，另壹個則是五年後參議院對斯特勞斯的公開聽證會。對奧本海默的閉門審查與對斯特勞斯公開聽證，壹閉門壹公開，壹陰謀壹報應，壹彩色壹黑白，交叉剪輯在壹起，本身就隱含著導演強烈的反諷和批判。其中又交織著兩人對之前發生在不同時間事情的講述，由此就帶來了多個不同時間的前後交織和穿插。通過更多巧妙的非線性交叉剪輯，諾蘭制造著壹次又壹次的小戲劇高潮，而且讓它們如海浪壹樣壹波比壹波高，壹波比壹波洶湧。
作為情節劇重頭戲的善的確認時刻，也由傳統情節劇電影的單次確認變成了回環纏繞的多次確認，從而具有了更強的情感沖擊力。除了影片快結束時兩位科學家在兩次“審判”中進行的善的確證外，影片還通過奧本海默與玻爾的兩次會面，與愛因斯坦的三次會面，在反復確認著科學之善。而當觀眾在電影最終聽到奧與愛的第二次會面中說的“我們確實毀掉了世界”時，影片更是超越了傳統情節劇電影單純歌頌道德之善的壹面，因為受害主人公意識到自己不僅是善的化身，也是死神的使者，由此也帶來了對科學之惡的反思。這也進壹步彌補了傳統情節劇壹味強調激情的狹隘，更是為情節劇電影帶來了另壹種清醒和冷峻的味道。
除了非線性敘事，塑造心理上不穩定的主人公是諾蘭電影的另壹大特色。在《奧本海默》中，觀眾幾乎是透過奧本海默的眼睛觀看壹切。諾蘭同時也表現了奧本海默的復雜個性和不穩定精神狀態，由此揭示這位原子彈之父身上巨大的悖論性。追求物理學理論的創新是他作為科學家的追求，但這種創新給人類所帶來的災難又讓他恐懼。影片堅持采用奧本海默的主觀視角，他身上所攜帶的這種悖論悲劇感就更能夠讓觀眾感同身受。而且也因為這些病態和瘋狂，讓奧本海默的形象增添了更豐富的層次，既有人類先知般的神性，又類似莎翁悲劇人物承受整個人類命運的宿命感。這更是傳統情節劇電影所沒能達到的人物高度。
傳統情節劇電影缺少的增強現實景觀和高密度信息
在電影中有意制造大量增強現實景觀，是諾蘭電影對電子遊戲成為主導和全媒介時代對電影帶來挑戰的壹種回應。通過拍攝、放映設備的硬件和拍攝手法的軟件相配合所產生的增強現實景觀，能夠吸引觀眾走進影院觀影，體會壹種身臨其境的觀影感受。從硬件來說，《奧本海默》使用IMAX膠片攝影機拍攝了大部分鏡頭，諾蘭認為這樣的分辨率可以模擬人眼的效果。他的前作《星際穿越》《敦刻爾克》等作品都是采用這種拍攝方式。在IMAX影廳才能展現出諾蘭電影的絕佳視聽效果，由此吸引觀眾走入影院觀影。從拍攝手法上，《奧本海默》同樣強調了增強現實。而且比起《敦刻爾克》中只是帶領觀眾重新走入作為物理現實的戰場，《奧本海默》中出現了兩個更難呈現的現實：壹個是人物的主觀現實，另壹個則是量子物理學的抽象現實。但借助畫面與聲音的巧妙運用，尤其是在幾個關鍵段落采用聲畫不對位的手法，影片中對這兩個現實的呈現還是比較成功的，帶領觀眾在兩個日常生活中很難接觸到的現實中自由翺翔。
密度超高的信息量也是諾蘭電影壹貫的特色。他十分擅長在電影中設置各種“鎖眼裝置”，由此吸引觀眾反復觀看並投入到解鎖遊戲之中。在《奧本海默》中，我們仍然能夠感受到這壹特色，只是這次更多展現了與量子物理學歷史發展和曼哈頓計劃等有關聯的歷史人物和歷史信息。影片以奧本海默為中心，有名有姓的人物形象不下幾十個。難能可貴的是，片中每個人物對塑造奧本海默和表達電影內涵都不可缺少。有的幾乎只有幾句臺詞，或壹兩個鏡頭，但依然十分關鍵。觀眾在第壹次觀影時，往往很難將這些人物和其所攜帶的信息全部接收。但當妳越反復觀看這部電影，妳就越能體會這部電影的精妙所在，真是達到“增之壹分則太長，減之壹分則太短”的劇本境界；而那些涵義豐富的臺詞更是讓妳忍不住反復咀嚼回味。
但總體而言，雖然進行了以上的種種創新改造，《奧本海默》的底色依然是美國情節劇電影，它的核心表達依然在情節劇電影的範圍之中。從這個意義上來說，《奧本海默》是壹部藝術上十分精湛的諾蘭電影，但也是壹部在文化上相對保守的諾蘭電影。為了獲得主流獎項的認可，這也是諾蘭不得不采取的電影策略。