建築本體由日本坂茂(Shigeru Ban)建築設計事務所與石昭永建築師事務所合作設計，以鳳凰花為靈感，將其轉化為五角形結構，與臺南的自然與文化背景相呼應。
主體建築由垂直堆疊、錯位方形空間構成。展示空間達2,700平方公尺，並設有展覽室、跨域展演廳、兒童藝術中心、文創商店等設施。