Le nouveau bâtiment, d'une valeur de 79 millions d'euros, est situé entre la gare de la ville, la principale rue commerçante Porschestraße et le complexe d'usine Volkswagen. A proximité, il y a des voies ferrées et un canal de navigation. Un tel environnement pour la construction future aurait dû effrayer l'architecte, mais Hadid a réussi à faire entrer son musée dans le paysage industriel.
Le bâtiment est élevé au-dessus du sol sur dix piliers jumeaux qui ressemblent à des cônes inversés. Ils abritent une librairie de musée, un auditorium de 250 places, une salle de conférence et une entrée au musée.
Ainsi, la majeure partie du bâtiment est occupée par un seul espace d'exposition; il n'y a pas de division claire entre des domaines de connaissance distincts, présentés sous la forme de diverses installations. La plupart d'entre eux peuvent être lancés par n'importe quel visiteur; ainsi, les organisateurs du musée espèrent, grâce à la participation directe du public, rendre plus compréhensibles pour eux les lois de la physique, les propriétés chimiques des substances et les fondements de la biologie.
Dans cet espace d'exposition, il n'y a pas d'ordre d'inspection prescrit et, grâce aux particularités de l'architecture de Hadid, même une personne imaginant un projet architectural et son plan y perd son orientation au bout de quelques minutes. Les plafonds descendent en dessous ou forment des salles spacieuses; le plancher monte et descend; les murs se rapprochent et se séparent à nouveau. Mais ceci est présenté par les clients comme un mérite du bâtiment: la spontanéité et le naturel du passage d'une exposition à une autre, d'un thème à l'autre doivent contribuer à la «digestibilité» des informations reçues. Zaha Hadid décrit l'intérieur du musée comme une série de particules explosives.
Une attention particulière a également été portée à la conception du site autour du musée. Une sorte de place de la ville y a été créée, lien entre la gare et l'usine Volkswagen, où se trouve, outre les installations de production, le complexe commercial et de divertissement Autostadt. Les visiteurs doivent passer sous le bâtiment du musée, le long du chemin indiqué par une ligne bleu vif pavée sur l'asphalte.
