以“心之和、技之和”為主題的日本館，位于世博園區A片區，占地面積達6000平方米，融合了日本的傳統特色與現代風格，是日本參展世博會史上規模空前的展館。展館外部呈淡紫色，采用含太陽能發電裝置的超輕“膜結構”包裹，弧形穹頂宛如一個巨大的蠶寶寶點綴著世博園。 　　

    日本館的建筑理念是“像生命體一樣會呼吸的環保建筑”。走進世博園區，遠遠望去，日本館猶如一個巨大的紫蠶寶寶趴在黃浦江邊，極富個性的外觀宛如擁有生命的生命體。展館外觀的基調色為紅藤色，紅藤色由象征太陽的紅色與象征水的藍色交融而成，可以說是自然的顏色。展館的外壁會隨著日光的變化及夜晚的燈光變換各種“表情”，讓參觀者感受到一種動感。隔江相望，浦江對岸的上海民眾也能一睹日本館的風采。 　　

    日本是比較重視環保的國家之一，在日本館的建筑設計上也以環保為主，日本館也可以稱之為融合環境保護技術的建筑。日本經濟產業大臣政務官高橋千秋在接受媒體采訪時說：“日本館外墻所使用的太陽能電池能夠使外墻自主產生能源，這是世界上首次采用‘發電膜’技術。日本館還有能夠吸收陽光、存儲雨水、吸取自然空氣的‘循環呼吸柱’，這項技術也是全世界范圍內的首次嘗試”。 　　

    據了解，日本館內部地板下及其他各部位都設置了垂直的循環呼吸柱。循環呼吸柱是與建筑內部結構體融為一體的環境循環系統，可以收集陽光、匯集雨水用作屋頂噴灑、保持空氣自然流通等自然能源的作用，來降低環境負荷。發電膜則是外表為高透明度的薄膜，內含太陽能電池，具有高效透光、發電的功能。在展館內參觀者等候區域，通過使用人工噴霧由液體變為氣體時將吸收周圍的熱量，利用汽化熱來降低四周溫度，制造清涼的環境。 　　

    在談到展館建筑的環保問題時高橋千秋說：“日本館通過靈活運用日本自古以來的‘灑水’、‘庇蔭’的智慧結晶，融合最先進的環境控制技術及材料技術，最大程度地發揮自然的力量，已達到減輕環境負荷的目的。日本館在建造過程中通過使用發電膜和循環呼吸柱，實現了將鋼筋的使用量消減至普通建筑物的60%”。