 大温室，总建筑面积3630平方米，占地面积2400平方米，地坪高程1932米。
大温室主体正对世博园入口中轴线， 与世博园门、花园大道、世纪广场连成一线，具有重要的标志性和景观性。
大温室设计体现了鲜明的时代气息。共分为四个展区，分别是热带植物展区、温带植物展区、高寒植物展区（海拔3000米以上的植物）和图片展览馆。三个植物展区由小到大，高度依次增加，屋面坡度也依次加大，形成一种螺旋上升的态势，暗喻人与自然和谐共存的辩证规律。
立面采用高差变化处理、分段布置，寒带展区8─12米高、温带展区10─16米高、热带展区10─20米高,打破了建筑形状的单调感。根据三种气候带植物生长环境及生态要求，各展区及内部空间高低变化、斜屋面的设置，适宜于植物的合理布局和生态空间的需要。
参观者既可从室外隔着玻璃观光，又可进入室内与展示环境充分融合，从不同的角度享受匠心巧作的自然风光。
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