Das neue Gebäude im Wert von 79 Millionen Euro befindet sich zwischen dem Stadtbahnhof, der Haupteinkaufsstraße Porschestraße und dem Volkswagen Werkskomplex. In der Nähe gibt es Eisenbahnschienen und einen Schifffahrtskanal. Ein solches Umfeld für zukünftige Bauarbeiten hätte die Architektin abschrecken sollen, aber Hadid hat ihr Museum erfolgreich in die Industrielandschaft aufgenommen.
Das Gebäude erhebt sich auf zehn Zwillingssäulen, die umgekehrten Kegeln ähneln, über dem Boden. Sie beherbergen eine Museumsbuchhandlung, ein Auditorium mit 250 Plätzen, einen Konferenzraum und einen Eingang zum Museum.
Somit wird der Großteil des Gebäudes von einem einzigen Ausstellungsraum belegt; Es gibt keine klare Trennung zwischen einzelnen Wissensbereichen, die in Form verschiedener Installationen dargestellt werden. Die meisten von ihnen können von jedem Besucher gestartet werden. So hoffen die Organisatoren des Museums, durch die direkte Beteiligung des Publikums die Gesetze der Physik, die chemischen Eigenschaften von Substanzen und die Grundlagen der Biologie für sie verständlicher zu machen.
In diesem Ausstellungsbereich gibt es keine vorgeschriebene Inspektionsreihenfolge, und dank der Besonderheiten von Hadids Architektur verliert selbst eine Person, die sich ein Architekturprojekt und seinen Plan vorstellt, nach wenigen Minuten die Orientierung. Die Decken fallen entweder nach unten ab oder bilden geräumige Hallen; der Boden steigt und fällt; Die Wände nähern sich einander und trennen sich wieder. Dies wird jedoch von den Kunden als Verdienst des Gebäudes dargestellt: Die Spontanität und Natürlichkeit des Übergangs von einem Exponat zum anderen, von einem Thema zum anderen sollte zur "Verdaulichkeit" der erhaltenen Informationen beitragen. Zaha Hadid beschreibt das Innere des Museums als eine Reihe explodierender Partikel.
Besonderes Augenmerk wurde auch auf die Gestaltung des Geländes rund um das Museum gelegt. Dort entstand eine Art Stadtplatz, eine Verbindung zwischen dem Bahnhof und dem Volkswagenwerk, auf dem sich neben den Produktionsstätten auch der Einkaufs- und Unterhaltungskomplex Autostadt befindet. Besucher müssen unter dem Museumsgebäude entlang des Weges gehen, der durch eine hellblaue Linie auf dem Asphalt gekennzeichnet ist.
