上海世博的主題是「城市，讓生活更美好」，以展示環保科技讓人體驗更美好城市生活，世博中心採用了大量玻璃幕牆，充分利用自然光，其中南面的雙層玻璃幕牆中間更藏有金屬絲網和氣體，以加強遮擋陽光和保溫。
抽江水調溫 電動車載客
世博中心臨近黃浦江，將抽取江水調節溫度，同時以地源熱度配合雨水收集系統作空氣調節，減少電力負荷；室內外又以植物和水簾作天然空調，加上移動花園加強綠化，塑造綠色公共空間。
園區內的主題館裝上面積逾三萬平方米的太陽能電板，每年發電量約相等於五千戶家庭的年用電量。面積五千平方米的東西兩側外牆亦打造成「垂直生態綠牆」，晚上在LED燈映照下，富有藝術感。為讓人體驗低碳生活，園區內有五百輛電動車接載遊客，接待貴賓時更會出動氫氣能源汽車；園區內的零碳館則參照英國生態村設計，遊客可計算自己的碳排放量，又可參加各項節能減排活動。
日本館
懂呼吸的蛹
外形獨特的日本館稱為「紫蠶島」，外形猶如淡紫色的蠶蛹，以世界首次採用的超輕「膜結構」包裹，內含太陽能發電裝置，展館外牆會隨日間的陽光及夜間的燈光變色，做出各種「表情」；內部地下及館內設置「循環呼吸柱」，可以收集陽光、匯集雨水轉化為能源供展館使用。充滿動感的建築設計，故日本館被稱為會呼吸的展館。
香港館
玻璃之城
鄰近的香港館就以「無限城市」為題，三層建築物頂層和底層的外牆以穿孔採光鋁板及玻璃構成；中層外牆是透明玻璃，構成「無限空間」。展館頂部亦會擺放植物，展示本港大自然資源；館外設有兩道景觀水簾，有助降低環境溫度。
中國館
東方之冠
作為主辦國，中國館貫徹環保作風。被稱為「東方之冠」的設計上闊下窄，建築物角度令夏季陽光無法直射室內，冬季陽光卻可投射室內；而架空的中庭離地三十米，恍如自然通風系統；屋頂平台構建成「新九洲清晏」花園，以各式園林景致象徵自然美。
瑞士館
發光牆生電
名為「自然樂園」，外牆是半透明帷幕覆蓋，上面有一萬一千塊發光體，每塊都是以太陽能電池的環保生物樹脂製成，除了為展館供電外，展覽期完結還會當作紀念品發售。
英國館
LED隨風搖
以「讓自然走進城市」為題，建築物被稱為「種子聖殿」，外牆有逾六萬支猶如觸鬚的LED燈隨風輕搖，日間將陽光引到室內，晚上發出幻變色光，閃閃生輝。