Die Kunst- und Ausstellungshalle wurde von dem Wiener Architekten Gustav Peichl als signifikantes Bauwerk und Kommunikationszentrum entworfen, das der inhaltlichen Konzeption aus architektonischer Sicht Rechnung trägt. Der Grundriß beruht auf der Idee eines flexiblen Nutzungskonzepts. Hinter den jeweils 96 m langen Fassaden des kubischen Baukörpers liegt eine 10 m tiefe Servicezone mit Büros, Werkstätten, Versammlungsräumen, Bibliothek und drei Ausstellungsgalerien.

Das innere Quadrat teilt sich in Foyer, Große Halle, Atrium-Halle und Forum auf. Der Ausstellungsbereich bietet ein differenziertes System von kleinen, mittleren und großen Räumen, das variabel genutzt werden kann und jede Form der Ausstellungsgestaltung zuläßt. Es ermöglicht gleichermaßen die Durchführung von raumgreifenden Großausstellungen (4 000 m²), mittleren Ausstellungen (700-3 000 m²) und intimen Kabinettausstellungen (100 - 300 m²). Der Ausstellungskern und die umlaufend zugeordnete Servicefläche sind nach Raumgrößen und -höhen so gestaltet, daß ein wechselnder Raumcharakter entsteht, der durch die verschiedenen Beleuchtungsmöglichkeiten noch variiert werden kann. Drei Lichttürme signalisieren den Dreiklang der bildenden Künste - Architektur, Malerei und Skulptur. Sie sorgen für die Beleuchtung der Ausstellungsbereiche und modifizieren das orthogonale Raumsystem. Im Innern setzen sich die Türme in Säulen fort; sie wirken hier durch Licht und Lichtführung.

Die bepflanzte Dachlandschaft, die fünfte Fassade des Hauses, wird als öffentlicher Raum für Skulpturenausstellungen genutzt und erweitert die Ausstellungsfläche um 8000 m². Mit dem kubischen Baukörper und der Einhaltung der durch das benachbarte Kunstmuseum vorgegebenen Verbauungslinie entspricht die Architektur der Kunst- und Ausstellungshalle der städtebaulichen Aufgabenstellung.

16 Stahlsäulen aus dunkel patiniertem Metall entlang der Fassade an der Friedrich-Ebert-Allee betonen die Verbauungslinie und symbolisieren die deutschen Bundesländer. Zusammen mit den drei markanten Lichttürmen auf dem Dach verleihen sie dem Haus seine Unverwechselbarkeit und machen es zu einem Blickfang zwischen den Bürogebäuden des Regierungsviertels.

"In der äußeren Gestaltung des Bauwerks wollte ich kein Imitat mit dem Eindruck des vorgeblendeten und provisorischen, auch keine Ansammlung von 'Bonmots' erreichen. Es war mir wichtig, Dauerhaftigkeit und Einfachheit bei größtmöglicher Zurückhaltung zu erzielen, aber auch gebautes Selbstbewußtsein und den Anspruch eines Kulturbauwerks nicht zu verleugnen. Die Gestaltung im Inneren ordnet sich der Aufgabenstellung und dem Zweck des Museums unter."
Gustav Peichl