1、建筑原型——城市綠螺
在上海市中心由山海關路、石門二路、北京西路、成都北路圍合的靜安雕塑公園中，自然博物館從公園中生長而出，盤旋而升。建筑的整體形態靈感來源于螺的殼體形式，而這一永恒的形式已存在幾百萬年。內部參觀流線圍繞中心景觀布置，博物館的各展廳組織在螺旋式的空間秩序中。
2.功能流線與室內空間的有機結合
博物館的大部分面積是展廳，其它功能包括為展廳服務的管理人員辦公、周轉庫房、停車以及為參觀者服務的餐廳、商店，還有一個可獨立開放的Imax影院，這些功能75%被安排在地面以下，使地面上的建筑體量大幅減小以融入到雕塑公園的綠化中。
參觀流線設計清晰流暢，參觀者可通過靈活布置的多處電梯、自動扶梯、坡道等垂直交通個別組織參觀流線外，我們還根據展示內容及建筑空間，專門設計了一條連續的參觀流線。
3.建筑體驗——以人為本，師法自然
博物館通過建立與基地的關系，旨在表現人和自然的和諧的結合，我們將博物館看做是一個抽象的“山水花園”，而建筑作為山脈包圍著水體。建筑中使用由源于傳統園林亭臺中的抽象自然圖案組成的遮屏，作為圍合花園的玻璃墻體的支撐結構和遮陽體系。這一圖案化的表皮同時也隱喻著人類的細胞組織結構。
博物館外立面亦由三種模擬自然的墻體系組成：
建筑西北墻體，作為主入口正面并沿這公共交通停靠站，，被設計為一個帶有斑駁，條形巖石肌理的構造墻體。這一形式表達了運動和壓力所參與的地殼形成。
東北部墻體是活生態墻體由垂直綠化墻組成。此墻體界定了一個拱廊街道連接著城市街道和公園入口并且為辦公區的窗戶提供遮陽。同時此墻體延伸了公園的水平綠化到豎向表面，并代表了陸地的植物表層。
建筑的南墻由呼應“人類細胞結構”的圖案構成。它的構成包括三個層面。較大尺度的內層結構代表著身體的骨骼結構，并支撐著博物館建筑的墻體和屋面。由較小尺度圖案組成的外層，代表著身體的組織和肌肉，并為第三膜層的玻璃提供遮陽。
4.可持續設計概念
自然博物館作為一個以“分析自然的奧秘、展現自然與人的和諧與矛盾、激發人類對自然的好奇心與責任感”為主題的建筑項目，不僅僅通過展品和其它科普活動發揮教益作用，更致力于在自身場館建設上集成與博物館建筑特點相適應的生態節能技術。項目通過建筑節能圍護結構；節能空調技術；太陽能綜合利用；自然通風策略；自然光導光技術；雨水回收系統；生態節能集控管理平臺等七大系統結合而成一個兼具可行性和開創性的應用技術體系。
