In seiner Architektur erinnert das Gebäude an eine städtische Markthalle, unter deren Hülle ein Zwischenklima entsteht, das ganzjährig genutzt werden kann.
Das ZFM soll ein leicht zugängliches Gebäude sein, das als Teil des öffentlichen Stadtraums verstanden wird.
Großzügige Treppen leiten den Besucher nach oben auf einen ringförmigen Steg oder direkt auf den Vorbereich der Kuben, in denen integrierte Aufzüge eine barrierefreie Erschließung ermöglichen.
Im linken Kubus sind das Entrée mit einem Multifunktionsraum und darüber ein Kinosaal, auf der gegenüberliegenden Seite Ausstellungsbereiche und Labs untergebracht. Dazwischen befinden sich Räume für Gastronomie, Mediathek, Kino sowie Workshop-Bereiche.
Die Außenhülle kann auch im Obergeschoss durch Schiebeelemente geöffnet werden und ermöglicht so einen freien Ausblick sowie eine natürliche Be- und Entlüftung.
Während die Hülle aus einer leichten Stahlkonstruktion gefertigt ist, bestehen die Kuben aus massiven Betonwerksteinen.
Das nach Norden geöffnete Sheddach und die Fassade aus Profilglaselementen geben dem Gebäude einen industriellen Charakter und sorgen für einen gleichmäßig hellen Innenraum.