1、建筑原型——城市绿螺
在上海市中心由山海关路、石门二路、北京西路、成都北路围合的静安雕塑公园中，自然博物馆从公园中生长而出，盘旋而升。建筑的整体形态灵感来源于螺的壳体形式，而这一永恒的形式已存在几百万年。内部参观流线围绕中心景观布置，博物馆的各展厅组织在螺旋式的空间秩序中。
2.功能流线与室内空间的有机结合
博物馆的大部分面积是展厅，其它功能包括为展厅服务的管理人员办公、周转库房、停车以及为参观者服务的餐厅、商店，还有一个可独立开放的Imax影院，这些功能75%被安排在地面以下，使地面上的建筑体量大幅减小以融入到雕塑公园的绿化中。
参观流线设计清晰流畅，参观者可通过灵活布置的多处电梯、自动扶梯、坡道等垂直交通个别组织参观流线外，我们还根据展示内容及建筑空间，专门设计了一条连续的参观流线。
3.建筑体验——以人为本，师法自然
博物馆通过建立与基地的关系，旨在表现人和自然的和谐的结合，我们将博物馆看做是一个抽象的“山水花园”，而建筑作为山脉包围着水体。建筑中使用由源于传统园林亭台中的抽象自然图案组成的遮屏，作为围合花园的玻璃墙体的支撑结构和遮阳体系。这一图案化的表皮同时也隐喻着人类的细胞组织结构。
博物馆外立面亦由三种模拟自然的墙体系组成：
建筑西北墙体，作为主入口正面并沿这公共交通停靠站，，被设计为一个带有斑驳，条形岩石肌理的构造墙体。这一形式表达了运动和压力所参与的地壳形成。
东北部墙体是活生态墙体由垂直绿化墙组成。此墙体界定了一个拱廊街道连接着城市街道和公园入口并且为办公区的窗户提供遮阳。同时此墙体延伸了公园的水平绿化到竖向表面，并代表了陆地的植物表层。
建筑的南墙由呼应“人类细胞结构”的图案构成。它的构成包括三个层面。较大尺度的内层结构代表着身体的骨骼结构，并支撑着博物馆建筑的墙体和屋面。由较小尺度图案组成的外层，代表着身体的组织和肌肉，并为第三膜层的玻璃提供遮阳。
4.可持续设计概念
自然博物馆作为一个以“分析自然的奥秘、展现自然与人的和谐与矛盾、激发人类对自然的好奇心与责任感”为主题的建筑项目，不仅仅通过展品和其它科普活动发挥教益作用，更致力于在自身场馆建设上集成与博物馆建筑特点相适应的生态节能技术。项目通过建筑节能围护结构；节能空调技术；太阳能综合利用；自然通风策略；自然光导光技术；雨水回收系统；生态节能集控管理平台等七大系统结合而成一个兼具可行性和开创性的应用技术体系。
