深圳科技馆新馆的设计由扎哈·哈迪德建筑事务所（Zaha Hadid Architects）与北京市建筑设计研究院有限公司联合体、深圳市华阳国际工程设计股份有限公司共同完成。扎哈·哈迪德建筑事务所是全球知名的建筑设计机构，以其大胆的空间运用和几何解构的美学风格而闻名于世。此次与北京市建筑设计研究院及华阳国际设计集团的合作，无疑为深圳科技馆新馆注入了独特的艺术与科技灵魂。

深圳科技馆新馆的设计理念基于“优美和谐”的理念，旨在打造一个优雅、未来感十足且充满科技感的建筑。其设计愿景是将科技馆建筑与自然景观、高科技教育及展览项目紧密相连，通过景观中的活动空间将两者融为一体。

科技馆建筑外形犹如一艘未来主义的船只，深灰色的金属表皮构成了太空飞船般的昭示性外观，优雅又神秘，充分契合了科技馆的主题。

盒子形状的体块从建筑外墙被推进建筑物并伸入中空的大中庭内，形成多层次的中庭空间。中庭将成为实验与创新的舞台，上演无人机比赛、机器人制造、多媒体显示等新技术活动。

中庭内部引入“智能皮肤”的概念，每个面板将成为一个智能像素，根据不同的光线和环境条件创造多种未来情景，形成完整的现场多媒体界面。

建筑以自然形态为灵感来源，流线般的造型融合科技，彰显未来感。内部流动的空间围绕一个通高的中庭延展开来，中庭四周布置有公共空间、展厅、教育设施等序列空间。

科技馆新馆还是一座标杆性的可持续性建筑。其设计阶段采用雨水回用、可再生能源利用、太阳能发电等技术；施工阶段采用太阳能路灯、场地绿化等技术；围护结构配备节能隔热玻璃，采用高效节能的暖通和照明系统，以最大限度地提高建筑物被动式节能设计原则的有效性，同时将建筑物的能耗降至最低。