Concebido como la fusión entre un museo y un parque y vinculado a una secuencia de espacios verdes de la ciudad, el nuevo edificio se entierra y crea con su cubierta verde un prado atravesado por un sinuoso camino peatonal. Esta superficie verde está horadada por un conjunto de linternas cilíndricas que introducen la luz natural y que ventilan los espacios soterrados del programa, y se encuentra en una parcela situada extramuros del recinto romano, en una zona de perfiles imprecisos en la que el tejido urbano se entremezcla con los terrenos rurales. La operación incorpora además un aparcamiento disuasorio para recibir a los visitantes llegados a la ciudad y reducir así el tráfico en el centro.

Un conjunto de cilindros de tamaños diversos agujerean el prado artificial para introducir luz y aire en el museo soterrado. A través de ellos se organizan también las circulaciones de visitantes y trabajadores. 

El museo tiene como objetivo mostrar la historia lucense con medios audiovisuales. Aprovechando el fuerte desnivel entre los extremos este y oeste del solar, se organiza en una única planta a excepción de la sala principal, que se hunde a mayor profundidad para configurar una gran caja escénica. Entre las linternas cilíndricas destacan por su tamaño las que ascienden desde el patio central, que contienen en su interior las salas de exposición más importantes. Su geometría alude a referencias dispares, como los bastiones de las murallas romanas de Lugo o los arquetípicos silos industriales que tan metódicamente fotografiaran Bernd y Hilla Becher. Su imagen hermética caracteriza el prado como un espacio escultórico y abstracto, a lo cual contribuye la utilización de una malla de acero cortén como material de acabado de los cilindros.

Mediante una iluminación artificial cuidadosamente diseñada se consigue que los cilindros actúen como linternas nocturnas y ofrezcan un aspecto liviano y transparente. Su estructura está formada por una celosía de barras horizontales y diagonales de tubos de acero de sección rectangular, rematada por un anillo. Esta celosía metálica resulta muy rígida y sirve tanto para sostener una estructura en ménsula sobre la que se apoya una pasarela de mantenimiento como para fijar la malla curva tipo deployé. Por debajo, la estructura del edificio se resuelve con la combinación de pilares y losas de hormigón armado.

Por su parte, el área expositiva cuenta con dos tipos de espacios: uno neutro y flexible, apto para la exposición de paneles, módulos interactivos o vitrinas con piezas originales, y otro definido por los tres cilindros principales, que resultan adecuados para instalaciones audiovisuales y proyecciones. El mayor de ellos es una gran ‘caja negra’ de 500 metros cuadrados y 10 metros de altura libre, que albergará instalaciones museográficas realizadas con nuevas tecnologías y medios interactivos.

Una escalera helicoidal da acceso, desde el parque, a los espacios expositivos, que principalmente se encuentran en el primer nivel bajo rasante. Este elemento se repite para acceder a la sala principal de 500 metros cuadrados.

A la gran sala del museo, que se hunde más de 7 metros respecto del nivel principal, se accede mediante una escalera helicoidal de acero cortén. Sobre ella se suspende un volumen cilíndrico que contiene la biblioteca.