מוזיאון העיצוב חולון, שתוכנן על-ידי רון ארד אדריכלים, זכה כבר להכרה בינלאומית כאחד ההישגים הארכיטקטוניים המקוריים ביותר של תחילת המאה ה-21.

הבניין, ששטחו הכולל הוא 3,700 מ"ר, הוא מוצג העיצוב הראשון המקדם את פני הבאים למוזיאון.
חמש רצועות פלדת הקורטן העוטפות את רוב חזיתות המוזיאון נעות בצורה גלית ומתפתלות סביב חללי המוזיאון, לעיתים בהתאמה כגוף אחד ולעיתים הן נפרדות זו מזו, לעיתים הן מקיפות את הבניין ולעיתים הן מגדירות אותו, כמו היו הן עמוד השדרה של הבניין שגם תומך בו וגם מתווה את היציבה שלו ביחס לסביבה. האופקיות של הרצועות מודגשת על ידי הצבעוניות המשתנה באופן הדרגתי, תוצר של חשיפה שונה של פלדת הקורטן לשינויי מזג האוויר, תחילתו של תהליך טבעי ומתמשך שיעבור על הבניין במהלך חייו.

הטופוגרפיה של אתר המוזיאון, שמשתרע על פני שטח מישורי בעל שיפוע קל, מודגשת על-ידי התפרסות חללי המוזיאון על פני שני מפלסים, המחוברים על ידי נתיב תנועה דמוי מעלה פיסולי. הכניסה אל המוזיאון דרך הכיכר הציבורית הרחבה השטופה אור דרך האפלולית הנעימה של "המערה" הנוצרת מתחתית הגלריה העליונה ושוב החוצה אל החצר הפנימית המוצלת למחצה על ידי רצועות בגובה שבעה מטרים מזמנת למבקרים חוויה חושית מיוחדת.

המסלול לאורך המעלה הפיסולי מאט את תנועת המבקרים בבניין, הופך את שהותם בו לחווייתית ומשמעותית יותר, ומזמן להולכים לאורכו כמה נקודות מבט דרמטיות. רצועות הקורטן בין אם הן חובקות את שלד הבטון ובין אם הן נפרשות בגובה רב מעל לעיני המבקרים נמצאות תמיד בטווח הראייה ומשמשות כנקודת התייחסות למיקום המבקרים בבניין.

עקרון העיצוב המנחה של המוזיאון כולו התגבש סביב הרעיון של יצירת וניצול המתח בין מערך פנימי של חללים פונקציונליים ודמויי-קופסה, לבין מעטפת חיצונית דינאמית וגלית.

שני אולמות התצוגה המרכזיים של המוזיאון מאפשרים מגוון רחב של תערוכות. אולם התצוגה הגדול, ששטחו הוא 500 מ"ר, מנצל את שפע האור הטבעי המאפיין את האקלים המקומי, ובעזרת גופי הצללה המקובעים בתקרה מסנן את רמת התאורה. אולם התצוגה הקטן יותר, ששטחו הוא 250 מ"ר, מואר בתאורה מלאכותית ומהווה מעין "קופסה שחורה", היוצרת תחושה של אינטימיות ומאפשרת גמישות אוצרותית.

כחלק מהגדרת יעדיה של עיריית חולון עם הקמתו, מוזיאון העיצוב חולון יהפוך להיות מוקד פעילות בינלאומי מוביל לחדשנות בעולם העיצוב. בין משימותיו של מוזיאון העיצוב חולון ליצור, לקיים ולהוביל זירת עיצוב פעילה לבחינה והצגת חידושים בתחום העיצוב, בישראל ובעולם, תוך כדי הפיכתו לאחד ממובילי הדעה בזירת העיצוב הבינלאומית.

מוזיאון העיצוב, שבנייתו החלה באוגוסט 2006, נפתח לציבור במארס 2010.