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其在规划布局上，采用方圆结合的形式：圆为天，即自然；方为地，即人为。国而神，方以智，方国结合象征着天地人合一。
在建筑形态上，中间高起的建筑体量以种子形态为意象，象征着中国建筑科技馆将作为建筑文化与思想的孵化器；裙房部分则合院形式，象征着孕育建筑种子的土壤。
展馆展陈面积约6000平方米，包括常设展、主题展、临展。其中常设展厅分为古代厅、荆楚厅、现代厅及未来厅四大展厅。
古代厅——源于自然 土木章华
无论处于哪个阶段,中国传统建筑材料的基本“语汇”都离不开土与木。世界范围内，只有中国创造性地孕育了以斗拱为代表的木结构建筑和以伴随这个主线所产生的各式砖石建筑。
在中国建筑科技馆，这些中国古代经典建筑，全部通过模型进行还原。其中就包括了中国最早的干栏式建筑——河姆渡遗址、打破了外国学者“中国已没有唐代时期的木构建筑”这一断言的佛光寺，以及完全靠圆弧形的拱券来支撑整个结构的明代灵谷寺。
荆楚厅——金道锡行 通衢开埠
自1861年汉口开埠，武汉从传统封建城市向近代都会转型，各类型西式近代建筑星罗棋布于三镇间。在荆楚厅的展厅中，陈列有武当山建筑模型、江汉关大楼模型、汉口的古德寺模型、武大建筑群模型等，展示了自古至今楚人对建筑的探索成果。
现代厅——社会使命 建筑英雄
现代展厅内，陈列着近些年设计师们的匠心大作与智慧结晶，这一座座标志性建筑，透露现代设计师们一次又一次追求建筑高度、跨度、深度和广度的努力和探索，也表达了表达中国建筑人对于现代建筑的梳理与思考。
未来厅——归于大道 人类命运
未来厅主要讲述人类对于建筑要应对自然灾害、能源与资源以及环境污染的思考。
展厅中央7个巨大的银白色管道从天顶坠下，站在管道下方的脚印上，即可触发上方关于未来建筑的影像，环绕四周的展板描绘着“未来建筑”的样子。
临展厅——火神山雷神山医院建设纪实展
两山建设纪实展包含了英雄之城、关键之举、逆行之师、磅礴之力、希望之光五个篇章，一进展厅，仿佛将人拉回到年初抗疫的惊心动魄之中，从一张张图片，一篇篇文字，一段段纪实影像中，观众看到党和领导的精准决策，看到了两山医院建设工人的无私奉献及设计者们的匠心巧思。
纵观古今，从古人的建筑智慧，到今日举世瞩目的基建狂魔，凝结了一代代中国人的智慧与汗水，凝聚是生生不息的中华文化。
