距市區 50 多公里，毗鄰臨港滴水湖，上海天文館預計將於 2020 年竣工，建成後將是世界上建築面積最大的天文館，達 38,164 平方米。上海天文館由 Ennead Architects 操刀設計，主體建築由三個特色場館組成：圓洞天窗、倒轉穹頂和球體天象廳，這些場館部分也兼具天文觀測的功能。
天文館的設計靈感來自天體運動軌道，主設計師 Thomas Wong 希望通過建築重建人與宇宙的聯繫。「這在中國文化中古已有之」，他說道，「而現代文明之後，人們卻失去了這一聯繫。」
天文館主體周圍還設有一系列戶外功能設施，包括一台太陽望遠鏡和多個可用於夜間觀測活動的青少年營地。Ennead 希望天文館建成之後能吸引許多青少年前來參觀和開展相關科學探索活動。「雖然位置比較偏遠，好處是你會有一個更清朗的夜空…天文館的目的就是觀測。」Thomas Wong 表示道。
中國目前正在努力成為太空探索中的領先者。「嫦娥四號剛於上週在月球背面登陸，設計師也看到了這一趨勢，我們希望上海的、甚至全國的孩子都能來這並且受到啟發或激勵以後從事這方面（的探索工作）。」，這一項目也受政府支持，上海天文館是上海科技館的分館之一，同時也由中科院上海天文台提供技術支持。
早在 2012 年 Ennead 首次來到中國時，他們訪問了上海科技館，當時這一項目正準備公開竟標。上海天文館僅是一例，這家在教育、文化和科學建築領域具有豐富經驗的紐約建築設計事務所在隨後 6 年內迅速在中國拿下了超過 30 個項目，其中 7 個在建；上海辦公室也成了紐約之外唯一的辦公室。
這不是他們第一個科研、科普場館項目，一個經常被設計師援引的案例是 2000 年建成的紐約的美國國家自然歷史博物館羅斯地球與太空中心，當時的 Ennead 仍叫作 Polshek Partnership。
始建於 1874 年的自然歷史博物館幾經擴建和重建，雜糅了維多利亞時期哥德、羅馬風復興、布雜藝術等多種建築風格，設計師 Polshek 當時的方案是在這樣一座仍可稱為古典的建築上面加入一個頗為現代的玻璃立方體，對比鮮明。當年《紐約時報》一篇文章稱這一新建築讓人感到精神煥發，讓人沉浸在它所營造出來的關於科學的想像之中。
上海天文館可以說是一個放大版的羅斯地球與太空中心！圓洞天窗，其中一個特色館，可以說基本是入口上方巨大懸臂中的一個洞；太陽的移動（或者說地球相對太陽的的移動）會使得穿過天窗的光線所形成的光影隨之變化，從而標記出一天以及一年中的不同時刻，在夏至這天，理想狀況下會在地上形成一個完整的圓形投影。
球體天象廳，會擔當天文館中必不可少的“劇場”的角色，在這裡可以期待各式天文學相關的影像和圖象模擬。除此之外，設計師特意讓球體的周圍能夠有一圈透光的結構，因此在夏至太陽高度角達到最大時，館內會出現一圈光環。
看完展覽之後，沿著螺旋上升的斜坡達到最頂層就來到了倒轉穹頂。穹頂倒轉設計的好處在於訪客位於低處，抬頭看到的視域中只有天空，天文館周圍的建築物都會被擋住。「這讓人感覺跟天空直接有接觸。」Thomas Wong 開始介紹道。當然，最好還是在天氣好的夜晚來。
