中國國家館以“東方之冠”為構思主題，取自中國古代木結構建筑中的元素——斗拱。16字設計理念體現了中國文化的深厚積淀：“東方之冠，鼎盛中華，天下糧倉，富庶百姓”。主色調運用傳統、沉穩的“故宮紅”。世博會期間，中國館將展現一幅宏偉的城市文明圖。

　　作為東道國的國家館，中國館的設計理念不僅體現世博會的主題，也考慮到環保問題。設計師何鏡堂院士表示：“我們在設計中國館時極度重視環境與能源問題，有一套完整的環境保護與能源節約策略體系，旨在以建筑表述‘環境宣言’。”作為上海世博會的“綠色地標”，中國館在古典大氣的外部造型下，隱藏著許多環保新技術。而這些技術都是以“節能”二字為核心要求。

　　首先，中國國家館造型層疊出挑，在夏季上層形成對下層的自然遮陽，減少了降溫所需的能耗。地區館外廊為半室外玻璃廊，用被動式節能技術為地區館提供冬季保溫和夏季通風。地區館屋頂“中國館園”還將運用生態農業景觀等技術措施有效實現隔熱。

　　在建筑形體的設計層面，設計者力爭實現單體建筑自身的減排降耗，在建筑表皮技術層面，充分考慮環境能源新技術應用的可能性。比如，所有的窗戶都是使用低耗能的雙層玻璃。此外，中國館的制冰技術的應用將大大降低用電負荷，建筑的節能系統將使能耗比傳統模式降低25%以上。

　　中國館不僅通風性能良好，還采用了許多太陽能技術。中國館的頂部、外墻上會裝有太陽能電池，以確保提供強大的能源，有望使中國館實現照明用電全部自給。在景觀設計層面，加入循環自潔要素。在國家館屋頂上設計的雨水收集系統，可以實現雨水的循環利用，利用天然的雨水進行綠化澆灌、道路沖洗。在地區館南側大臺階水景觀和南面的園林設計中，引入小規模人工濕地技術，利用人工濕地的自潔能力，在不需要大量用地的前提下，為城市局部環境提供生態化的景觀。