植物館建筑面積約10,000平方米，建筑設計理念為“升起的地平”，建筑表面機理以植物根系為靈感，龐大的垂墜根系向下不斷蔓延，將植物原本隱藏于地下的強大生命力直觀呈現(xiàn)給參觀者，不僅產(chǎn)生強烈的視覺沖擊，更帶領(lǐng)參觀者踏上一場以感受植物根系力量為起點的奇妙植物世界之旅。

　　植物館建筑分為三層，一層設有熱帶植物溫室，占地約3000平方米，匯聚600多種珍貴植物。通過紅樹林、熱帶雨林、蕨類、棕櫚、多漿植物、食蟲植物、苔蘚等展現(xiàn)植物王國的多樣性以及植物生存和適應環(huán)境的智慧，設有5大展區(qū)12個景點。人工紅樹林，再現(xiàn)紅樹林適應海潮漲落演化出的胎生、支柱根、泌鹽等特征，彰顯海岸衛(wèi)士的生態(tài)功能；熱帶雨林著力展現(xiàn)植物與植物、植物與動物之間競爭、協(xié)同的關(guān)系，如空中花園、獨木成林、老莖生花、滴水葉尖、巨葉現(xiàn)象、絞殺現(xiàn)象等；棕櫚科植物和蕨類植物展示其卓越的傳播繁衍智慧；多漿植物通過莖葉的變態(tài)進化出適應干旱環(huán)境的能力；食蟲植物靠食肉來攝取營養(yǎng)；植物王國的小矮人苔蘚如何找到適合自己的生存空間。展館通過一系列高科技創(chuàng)意手法，向參觀者充分展示“植物的智慧”，呼喚人類保護植物，關(guān)愛地球，關(guān)注人類的未來。

　　建筑二層為綠色多功能報告廳，會期將陸續(xù)舉行紅樹林、植物科學畫等分主題展覽。從一層沿著展廳東部的垂直交通路徑向二、三層攀爬時，能夠享受到從高空俯視紅樹林植物冠部的極致美景。

　　此外，植物館屋頂設計也是一大亮點，屋頂觀景平臺設有中信植物主題咖啡書店和紀念品商店，站在這里登高遠眺，可以將媯水河、海坨山以及中國館、天田山等北京世園美景盡收眼底。