上海世博会主题馆屋顶上有规律地分布着一个个三角形，似20只“大雁”排成的方阵。这是能唤起关于上海石库门里弄和老虎窗温暖记忆的巨大屋顶，也是目前国内最大的单体面积太阳能屋面。
主题馆东西两侧外墙是世界上面积最大的垂直生态绿化墙，雨水回收后喷灌的绿墙能带走建筑物热量，实现“白天可以不开大功率空调”的目标。同时，国内最大超大跨度无柱空间比一个标准足球场还大，钢管桁架上采用具有完全自主知识产权并拥有国家专利的机器人滑移安装技术。
在这个新建的世博园区永久建筑主题馆内，设置有世博会3个主题馆“城市人馆”、“生命馆”和“地球馆”。
另外两个主题馆“足迹馆”和“未来馆”设在浦西园区两个工业遗产建筑改建的展馆内。
让展馆建设和展馆的再利用来演绎上海世博会“城市，让生活更美好”的主题，是匠心独具的。
而要想更进一步让参观者在展馆驻足，没有解说却能悟出主题馆是在阐述“人、城市和全球环境三个有机系统环环相扣，日益融合为一个不可分割的整体”，并使主题馆之旅成为世博园区最难忘的体验之一，却是一道极大的难题。
上海世博会组织者以“集世界智慧，举全国之力”和“国际眼光，开放心态”应对挑战，来自荷兰、德国、西班牙和中国的5支一流团队在3年多前就开始了艰难的破题探索。
5个主题馆，每一个都展示了城市的不同侧面，有关注点。
在“城市人馆”人们会看到一支“国际考察队”跟踪拍摄的五大洲6个国家的6个不同类型城市家庭故事，这些家庭原本有着各自生活轨迹，现在，不仅他们的影像会在主题馆相聚，部分人还会来到上海与参观者互动。荷兰设计师赫曼·考斯曼建议参观者带着多样的、比较的眼光去看这个馆。
“生命馆”由“活力车站”、“循环管道”、“城市广场”和“生活街市”4个展区组成，表现城市生命的4项健康体征————活力命脉、循环结构、共生灵魂、和谐肌体。“活力车站”是一幕真实的火车站场景，“城市广场”再现了五大洲5个国家的城市广场情景，其中就有我国的四川汶川。
“地球馆”设置了“地球之光”、“生态危机”、“蓝色星球”、“解决之道”和“我们只有一个地球”5个展区，分别讲述城市过度发展造成的生态问题、人类意识的转变、解决之道及参观者的反思等。在“蓝色星球”展区观众可站在
“足迹馆”设在浦西园区江南造船厂旧址，从3个视角演绎了历史上世界城市的发生、发展与更新，由“理想幻城”、“城市起源厅”、“城市发展厅”和“城市智慧厅”组成的展厅以珍贵文物、实物和场景，结合虚拟实景、互动技术、震撼故事影像，来演绎古今中外的城市历史及其发展足迹。
“未来馆”设在浦西园区南市发电厂主厂房旧址，分“昨日之梦”、“理想与实践”、“多种可能性”、“梦想正在实现”等展区。其中核心展区“多种可能性”通过一部展望未来的动画电影，讲述人们展望未来城市的5个故事，和谐广场会随着影片呈现出5个梦幻般的未来城市形态。
