上海世博會設立了五個主題館，其中城市人館、城市生命館和城市星球館3個主題館左右為鄰，形成主題館群。其中3萬平方米的1號館內沒有一根柱子，視野十分開闊。主題館造型圍繞“里弄”、“老虎窗”的構思，運用“折紙”的手法，形成二維平面到三維空間的立體建構。屋頂模仿石庫門“老虎窗”正面開、背面斜坡的特點，做到形神兼備。

　　“主題館的設計方案既突出反映了上海城市肌理的特征、城市生活的記憶空間和上海令人陶醉的城市意象，還考慮了外墻與屋面的保溫與隔熱、屋面通風與采光等各項建筑要素”，早在主題館設計方案公布之初，有關專家就這樣表示：“建成后的主題館，將是代表上海現代化城市面貌的經典建筑，成為一座綠色、節能、環保的場館。”

　　主題館屋面大面積鋪設太陽能板，采用并網發電運行方式，將太陽能發電傳回城市電網中。太陽能總發電量2.57兆瓦(1兆瓦等于1000千瓦)，為目前國內最大的單體面積太陽能屋面。

　　主題館東西立面設置垂直生態綠化墻面，面積達5000平方米，為目前世界最大的待建生態墻。夏季，可利用綠化隔熱外墻阻隔輻射，并使外墻表面附近的空氣溫度降低，降低傳導。而到了冬季，既不影響墻面得到太陽輻射熱，同時可形成保溫層，使風速降低，延長外墻的使用壽命。

　　上海世博會主題館的設計融合了“里弄”、“老虎窗”等老上海建筑元素。為了既凸顯建筑風格，又倡導綠色科技，環保、節能、可重復使用和綠色功能的鋼材成為首選。