國家電網館的主題是『創新，點亮夢想』，展現了未來自然、人和社會的和諧共生關系。展館佔地面積為4000平方米。

　　國家電網館的外表是網格狀肌理，粗細交錯、虛實相間，寓意著電網與美好生活的藝術融合。館內核心展項『魔盒』運用六面式大體量LED屏幕展示方式，融合環保理念和世界頂級的高新科技，給參觀者帶來前所未有的『沈浸式』觀賞體驗。觀眾站在距底部高3米的懸浮玻璃平臺上，被112塊LED屏幕形成的720度空間包圍，前後左右、上下將都是光影幻動的屏幕。一場持續4分50秒的720度空間多媒體視聽盛宴，將帶領參觀者感受自然能源轉化成人類可用能源的過程。在這4分多鍾裡，整個『魔盒』仿佛在旋轉一般，參觀者『沈浸式』地體驗自然能量的可持續利用將帶來的美好未來。

　　國家電網館向參觀者提供了一種回歸自然、極盡環保的可能，『魔盒』高度利用太陽能、風能等維持運作。場館內的生態設計充分考慮了日照、日影和風矢量的變化，為參觀者預設了一個沒有日曬、采光充足、空氣流通的游覽空間。館內采用一個叫做『向日葵』的12鏡太陽光采光導入系統，將日光直接引入室內，以節約館內的電能供應；展館的頂部風口處設置了若乾小型風能發電裝置，補充館內電能，形成循環利用能源的效果。整個場館內部的通道，更是巧妙地利用了上海的夏季風向，形成了一條『捕捉夏風』的S形節能清涼走廊，讓參觀者能體會到清風徐來的妙趣。

　　在國家電網館地下一層，智能電網綜合示范展示區被裝扮成了一個美輪美奐、變幻莫測的電力世界，讓參觀者近距離、多角度了解智能電網；透過寬大的玻璃窗，觀眾可以看到地下被譽為世博會浦西園區『能量之心』的110千伏蒙自變電站主變壓器的運行情況。這是首座服務世博會的智能變電站，其投入運行時的信息采集、傳輸、處理和輸出等流程均實現了數字化、智能化。